Was ist der Ultraschallsensor HC-SR04:Funktionsweise und Anwendungen

Der Ultraschallsensor HC-SR04 enthält einen Sender und einen Empfänger. Mit diesem Sensor wird die Entfernung zum Objektiv ermittelt. Hier entscheidet die Zeit, die zum Senden und Empfangen der Wellen benötigt wird, über die Entfernung zwischen dem Sensor und einem Objekt. Dieser Sensor verwendet Schallwellen, indem er eine berührungslose Technologie verwendet. Durch den Einsatz dieses Sensors kann die zum Ziel benötigte Distanz ohne Beschädigung gemessen werden und liefert genaue Angaben. Die Reichweite dieses Sensors liegt zwischen 2 cm und 400 cm.

Was ist der Ultraschallsensor HC-SR04?

Der HC-SR04 ist eine Art Ultraschallsensor, der mithilfe von Sonar die Entfernung des Objekts vom Sensor ermittelt. Es bietet einen hervorragenden Bereich der berührungslosen Erkennung mit hoher Genauigkeit und stabilen Messwerten. Es enthält zwei Module wie Ultraschallsender und -empfänger. Dieser Sensor wird in einer Vielzahl von Anwendungen wie Richtungs- und Geschwindigkeitsmessung, Einbruchalarm, Medizin, Sonar, Luftbefeuchter, kabelloses Laden, zerstörungsfreie Prüfung und Ultraschall verwendet.

HC-SR04-Ultraschallsensor-Pin-Konfiguration

Dieser Sensor enthält vier Pins und die Pin-Konfiguration dieses Sensors wird unten beschrieben.

• Pin1 (Vcc):Dieser Pin versorgt den Sensor mit +5V.
• Pin2 (Trigger):Dies ist ein Eingangspin, der verwendet wird, um die Messung durch Senden von Ultraschallwellen zu initialisieren, indem dieser Pin für 10us hoch gehalten wird.
• Pin3 (Echo):Dies ist ein Ausgangs-Pin, der für einen bestimmten Zeitraum hoch geht und der Zeitdauer der Rückkehr der Welle entspricht den Sensor.
• Pin4 (Masse):Dies ist ein GND-Pin, der zum Verbinden mit der GND des Systems verwendet wird.

Funktionen

Die Merkmale des HC-SR04-Sensors Folgendes einschließen

• Die Stromversorgung dieses Sensors beträgt +5V DC
• Abmessungen sind 45 mm x 20 mm x 15 mm
• Der für diesen Sensor verwendete Ruhestrom beträgt <2mA
• Die Eingangsimpulsbreite des Triggers beträgt 10uS
• Der Betriebsstrom beträgt 15mA
• Messwinkel beträgt 30 Grad
• Der Abstandsbereich beträgt 2cm bis 800cm
• Auflösung beträgt 0,3 cm
• Effektiver Winkel <15°
• Der Betriebsfrequenzbereich beträgt 40 Hz
• Genauigkeit beträgt 3 mm

HC-SR04 Ultraschallsensor funktioniert

Der Ultraschallsensor HC-SR04 wird mit vier Pins geliefert, nämlich Vcc-Pin, Trigger-Pin, Echo-Pin und Masse-Pin. Dieser Sensor wird verwendet, um den genauen Abstand zwischen dem Ziel und dem Sensor zu messen. Dieser Sensor arbeitet hauptsächlich mit den Schallwellen.

Wenn dieses Modul mit Strom versorgt wird, erzeugt es die Schallwellen, die durch die Luft wandern, um das erforderliche Objekt zu treffen. Diese Wellen treffen auf das Objekt auf und kommen von diesem zurück und werden dann vom Empfängermodul gesammelt.

Hier ist sowohl die Distanz als auch der Zeitaufwand direkt proportional, da der Zeitaufwand für weitere Distanzen hoch ist. Wenn der Triggerstift 10 µs lang hoch gehalten wird, werden Ultraschallwellen erzeugt, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten. Es erzeugt also acht Zyklen von Schallimpulsen, die im Echo-Pin gesammelt werden. Dieser Ultraschallsensor ist mit Arduino verbunden, um den erforderlichen Abstand zwischen Sensor und Objekt zu messen. Die Entfernung kann mit der folgenden Formel berechnet werden.

S =(V x t)/2

Wo das ‚S‘ der erforderliche Abstand ist

‘V’ ist die Geschwindigkeit des Tons

‘t‘ ist die Zeit, die Schallwellen brauchen, um nach dem Auftreffen auf das Objekt zurückzukehren.

Die tatsächliche Entfernung kann berechnet werden, indem ihr Wert durch 2 geteilt wird, da die Zeit zweimal beträgt, sobald die Wellen wandern und vom Sensor zurückkehren.

HC-SR04 Ultraschallsensor mit Arduino Board

Hier geben wir ein Beispiel für den Ultraschallsensor HC-SR04 mit dem Arduino-Board. Dieser Sensor ist mit einem Arduino-Board verbunden.

Zu den erforderlichen Komponenten dieses Projekts gehören hauptsächlich das Arduino UNO-Board, der HC-SR04-Ultraschallsensor, das Steckbrett und die Überbrückungsdrähte. Die Verbindungen dieses Projekts sind sehr einfach wie folgt.

• Der VCC-Pin des Sensors ist mit 5V des Arduino verbunden
• Der Trig-Pin des Sensors ist mit Pin 11 im Arduino verbunden
• Der Echo-Pin des Sensors ist mit Pin 12 im Arduino verbunden
• Der GND-Pin des Sensors ist mit dem GND-Pin im Arduino verbunden

Arbeiten

Die genaue Entfernungsmessung kann erreicht werden, indem der HC-SR04-Sensor mit verschiedenen Arten von Arduino-Boards verbunden wird.

Zuerst die Stromversorgung des Sensors zum Einschalten geben und den GND-Pin dieses Sensors mit dem GND-Pin des Arduino-Boards verbinden. Und das Sensormodul kann mit der Spannungsversorgung des Arduino-Boards eingeschaltet werden, wenn der Strom, der durch den Sensor gezogen wird, unter 15 mA liegt. Die Arduino-Stromwerte wirken sich also nicht auf den Sensor aus.

Sobald die primäre Anordnung eingerichtet ist, verbinden Sie beide Pins von Sensoren wie Trig &Echo mit den Eingangs- / Ausgangspins des Arduino-Boards. Wie bereits erwähnt, muss der Trig-Pin im Sensor zu Beginn 10us gehalten werden, um die Messmethode zu starten. Dieses Sensormodul erzeugt also pro Sekunde Schallwellen mit einer Frequenz von 40.000 Hz von der Quelle.

Wenn die Schallwellen zurückkehren, wird der Echo-Pin aktiviert, bis diese Wellen vom Empfänger empfangen werden. Die Zeit wird mit Hilfe eines Arduino-Boards gemessen.

Anwendungen

Die Anwendungen des HC-SR04-Sensors Folgendes einschließen,

• Dieser Sensor wird verwendet, um die Geschwindigkeit sowie die Richtung zwischen zwei Objekten zu messen
• Wird beim kabellosen Laden verwendet
• Medizinischer Ultraschall
• Dies wird verwendet, um Objekte zu erkennen und Hindernisse mit Robotern wie Biped, Wegfindung, Hindernisvermeidung usw. zu vermeiden.
• Tiefenmessung
• Luftbefeuchter
• Dieser Sensor wird verwendet, um die Objekte in der Nähe des Sensors zu zeichnen, indem er gedreht wird
• Zerstörungsfreie Prüfung
• Mit diesem Sensor kann die Tiefe von Gruben gemessen werden, indem die Wellen durch das Wasser übertragen werden.
• Eingebettetes System
• Einbruchmelder

Hier dreht sich also alles um den Ultraschallsensor HC-SR04. Aus den obigen Informationen können wir schließlich schließen, dass dieser Sensor Sonar verwendet, um den Abstand zwischen Sensor und Objekt zu messen. Der Sender sendet ein hochfrequentes Tonsignal. Sobald das Signal ein Objekt entdeckt, wird es zum Echo-Pin des Senders zurückreflektiert. Die Zeit, die für die Signalübertragung sowie für den Signalempfang benötigt wird, ermöglicht es uns, die Entfernung zu einem Objekt zu bestimmen. Hier ist eine Frage an Sie, was sind die gleichen abstandsbestimmenden Sensoren?