Què és el sensor d'ultrasons HC-SR04: funcionament i les seves aplicacions

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





El HC-SR04 sensor d'ultrasons inclou un transmissor i un receptor. Aquest sensor s’utilitza per esbrinar la distància a l’objectiu. Aquí la quantitat de temps que es triga a transmetre i rebre les ones decidirà la distància entre el sensor i un objecte. Aquest sensor utilitza ones de so mitjançant tecnologia sense contacte. En utilitzar aquest sensor, la distància necessària per a l'objectiu es pot mesurar sense danys i proporciona detalls precisos. L'abast d'aquest sensor està disponible entre 2 i 400 cm.

Què és el sensor d'ultrasons HC-SR04?

El HC-SR04 és un tipus de sensor ultrasònic que utilitza el sonar per esbrinar la distància de l'objecte al sensor. Proporciona una gamma excepcional de detecció sense contacte amb alta precisió i lectures estables. Inclou dos mòduls com el transmissor i el receptor d'ultrasons. Aquest sensor s'utilitza en diverses aplicacions com ara mesurament de direcció i velocitat, alarmes antirobatori, mèdiques, sonars, humidificadors, càrrega sense fils, proves no destructives i ecografia.




Sensor d

Sensor d'ultrasons HCSR04

Configuració del pin de sensor ultrasònic HC-SR04

Aquest sensor inclou quatre pins i la configuració del pin d’aquest sensor es descriu a continuació.



  • Pin1 (Vcc): aquest pin proporciona una font d'alimentació de + 5V al sensor.
  • Pin2 (Trigger): es tracta d'un pin d'entrada que s'utilitza per inicialitzar la mesura mitjançant la transmissió d'ones ultrasòniques mantenint aquest pin alt durant 10us.
  • Pin3 (ressò): es tracta d'un pin de sortida, que augmenta durant un període de temps específic i que serà equivalent a la durada del temps perquè l'ona torni al sensor.
  • Pin4 (terra): es tracta d’un pin GND que s’utilitza per connectar-se al GND del sistema.

Característiques

El característiques del sensor HC-SR04 inclou el següent

  • El Font d'alimentació que s’utilitza per a aquest sensor és de + 5 V CC
  • La mida és de 45 mm x 20 mm x 15 mm
  • El corrent en repòs utilitzat per a aquest sensor és<2mA
  • L’amplada del pols d’entrada del disparador és de 10uS
  • El corrent de funcionament és de 15 mA
  • L’angle de mesura és de 30 graus
  • El rang de distància és de 2 cm a 800 cm
  • La resolució és de 0,3 cm
  • L’angle efectiu és<15°
  • El rang de freqüència de funcionament és de 40 Hz
  • La precisió és de 3 mm

Funcionament del sensor ultrasònic HC-SR04

El sensor ultrasònic HC-SR04 inclou quatre pins: pin Vcc, pin Trigger, Echo pin i Ground Ground. Aquest sensor s’utilitza per mesurar la distància exacta entre l’objectiu i el sensor. Aquest sensor funciona principalment amb les ones sonores.

Quan la font d'alimentació s'administra a aquest mòdul, genera les ones sonores que viatgen per l'aire i impacten contra l'objecte necessari. Aquestes ones colpegen i tornen de l'objecte i després es recullen mitjançant el mòdul receptor.


Tant la distància com el temps han estat directament proporcionals, ja que el temps necessari per obtenir més distància és elevat. Si es manté el pin gatell elevat durant 10 µs, es generaran les ones ultrasòniques que viatjaran a la velocitat del so. Per tant, crea vuit cicles de ràfega sonora que es reuniran dins del pin Echo. Aquest sensor d'ultrasons té una interfície amb Arduino per mesurar la distància necessària entre el sensor i l'objecte. La distància es pot calcular mitjançant la següent fórmula.

S = (V x t) / 2

On la 'S' és la distància requerida

‘V’ és la velocitat del so

‘T’ és el temps que es necessita perquè les ones sonores tornin després de copejar l’objecte.

La distància real es pot calcular dividint el seu valor amb 2, ja que el temps serà dues vegades un cop les ones viatgin i tornin del sensor.

Sensor d'ultrasons HC-SR04 amb placa Arduino

Aquí donem un exemple per al sensor d'ultrasons HC-SR04 que utilitza la placa Arduino . Aquest sensor té una interfície amb una placa Arduino.

sensor-ultrasònic-amb-placa-arduino

sensor-ultrasònic-amb-placa-Arduino

Els components necessaris d’aquest projecte inclouen principalment la placa Arduino UNO , Sensor ultrasònic HC-SR04, placa de fil i cables de pont. Les connexions d’aquest projecte són molt senzilles com les següents.

  • El pin VCC del sensor està connectat a 5V de l’Arduino
  • El pin Trig del sensor està connectat al pin 11 de l’Arduino
  • El pin Echo del sensor està connectat al pin 12 de l’Arduino
  • El pin GND del sensor està connectat al pin GND de l’Arduino

Treball

La mesura de la distància precisa es pot aconseguir mitjançant la interfície amb el sensor HC-SR04 diferents tipus de plaques Arduino .

Al principi, doneu la font d’alimentació al sensor perquè s’encengui i connecteu el pin GND d’aquest sensor al pin GND de la placa Arduino. I el mòdul del sensor es pot alimentar amb el subministrament de tensió de la placa Arduino quan el corrent que s’extreu a través del sensor és inferior a 15 mA. Per tant, les valoracions actuals d’Arduino no afectaran el sensor.

Un cop configurat l’arranjament principal, connecteu els dos pins de sensors com Trig & Echo als pins d’entrada / sortida de la placa Arduino. Com hem comentat anteriorment, el pin Trig al sensor s'ha de mantenir 10us al principi per iniciar el mètode de mesura. Per tant, aquest mòdul sensor generarà ones de so per la freqüència de 40.000 Hz per cada segon de la font.

Quan les ones sonores tornin enrere, el pin Echo s’activarà fins que aquestes ones siguin obtingudes pel receptor. El temps es mesurarà amb l’ajuda d’una placa Arduino.

Aplicacions

El aplicacions del sensor HC-SR04 inclou el següent,

  • Aquest sensor s’utilitza per mesurar la velocitat i la direcció entre dos objectes
  • S'utilitza en la càrrega sense fils
  • Ecografia mèdica
  • A això s’acostuma detectar objectes & Eviteu obstacles amb robots com ara bípede, pathfinding, evitació d'obstacles , Etc.
  • Mesura de la profunditat
  • Humidificadors
  • Aquest sensor s’utilitza per traçar els objectes propers al sensor girant-lo
  • Proves no destructives
  • Mitjançant l’ús d’aquest sensor de profunditat de pous, es poden mesurar els pous transmetent les ones a través de l’aigua.
  • Sistema incrustat
  • Alarmes antirobatori

Per tant, tot es tracta de l’HC-SR04 sensor d'ultrasons . A partir de la informació anterior, podem concloure que aquest sensor utilitza el sonar per mesurar la distància entre el sensor i l'objecte. El transmissor envia un senyal de so d'alta freqüència. Una vegada que el senyal descobreix un objecte, aquest es reflecteix de nou al pin d'eco del transmissor. El temps necessari per a la transmissió del senyal i la recepció ens permet determinar la distància a un objecte. Aquí teniu una pregunta, quins són els mateixos sensors que determinen la distància?