Echtzeit-Entfernungsmessung mit Arduino Sonar & Processing-Visualisierung

Komponenten und Materialien

Benötigte Werkzeuge und Maschinen

• Heißklebepistole (generisch)
• Lötkolben-Set, SolderPro 150

Apps und Online-Dienste

• Arduino IDE
• Processing (The Processing Foundation)

Projektbeschreibung

Der Autor wollte ein Hindernisvermeidungs-Auto bauen, entschied sich aber für ein Sonar-System, da er kein TFT-Display hatte. Die Idee: Ein HC-SR04-Ultraschallsensor wird auf einem Servomotor montiert (mit Heißkleber fixiert), schwenkt über 180° und sendet die Entfernungsdaten per Serial an einen PC, wo Processing eine grafische Darstellung (Radar-Ansicht) erzeugt.

Aufbau

• Ultraschallsensor auf Servo geklebt → schwenkt 0–180° und zurück.
• Arduino misst Distanz per Pulsdauer (Trigger/Echo) und sendet Winkel + Distanz als CSV-String (z. B. „90,45.“).
• Processing liest die serielle Daten, parst Winkel und Distanz und zeichnet einen Radar-Bogen mit erkannten Objekten als rote Linien.

Arduino-Code (C/C++)

#include <Servo.h>
const int trigPin = 12;
const int echoPin = 11;
long duration;
int distance;
Servo s1;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  s1.attach(9);
}

void loop() {
  // Vorwärts 0° → 180°
  for(int i = 0; i < 180; i++) {
    s1.write(i);
    delay(30);
    distance = calDist();
    Serial.print(i);
    Serial.print(",");
    Serial.print(distance);
    Serial.print(".");
  }
  // Rückwärts 180° → 0°
  for(int i = 180; i > 0; i--) {
    s1.write(i);
    delay(30);
    distance = calDist();
    Serial.print(i);
    Serial.print(",");
    Serial.print(distance);
    Serial.print(".");
  }
}

int calDist() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2; // cm
  return distance;
}

Processing-Code (Java)

import processing.serial.*;
Serial myPort;
String ang = "", distance = "", data = "";
int angle, dist;

void setup() {
  size(2000, 800);
  myPort = new Serial(this, "COM3", 9600); // Port anpassen!
  myPort.bufferUntil('.');
  background(0);
}

void draw() {
  fill(0, 5);
  noStroke();
  rect(0, 0, width, height * 0.93);
  fill(0, 255);
  rect(0, height * 0.93, width, height);
  drawRadar();
  drawLine();
  drawObject();
  drawText();
}

void serialEvent(Serial myPort) {
  data = myPort.readStringUntil('.');
  if (data != null) {
    data = data.substring(0, data.length() - 1);
    int idx = data.indexOf(",");
    ang = data.substring(0, idx);
    distance = data.substring(idx + 1);
    angle = int(ang);
    dist = int(distance);
  }
}

// Radar-Hintergrund, Sweep-Linie, Objekte, Text – siehe Originalcode für Details
// ...

Schaltplan

Der Schaltplan zeigt die Verdrahtung: HC-SR04 an Pins 12/11, Servo an Pin 9, Stromversorgung über Arduino (5 V/GND).

Hinweis: In Processing muss der richtige COM-Port eingestellt werden. Die Visualisierung zeigt Distanzringe (10/20/30/40 cm) und Winkelmarkierungen (30°–150°). Erkannte Objekte erscheinen als rote Linien innerhalb von 40 cm.