Automatische Tür mit Arduino & Ultraschallsensor bauen

Komponenten und Materialien

Bauteil	Menge
Adafruit RGB Backlight LCD 16x2	1
Ultraschallsensor HC-SR04	1
Summer (Buzzer)	1
DC-Motor	1
Arduino UNO	1
Motorshield L293D	1
Jumper-Kabel	1

Apps und Online-Dienste

• Arduino IDE

Projektbeschreibung

Automatisches Türöffnen mit Ultraschallsensor HC-SR04

Das Projekt realisiert ein automatisches Türöffnungssystem. Ein Sensor erkennt sich nähernde Personen oder Objekte. Solche Systeme sind in Einzelhandel, Supermärkten etc. weit verbreitet.

Das System wird von einem Arduino-Mikrocontroller gesteuert. Ein DC-Motor bewegt die Tür über Zahnstangen- und Ritzelgetriebe. Ein LCD zeigt den Türstatus an, ein Summer gibt während der Öffnungszeit Töne aus.

Das Gesamtsystem ist ein mechatronisches System, entworfen nach den sieben Schritten des mechatronischen Systementwurfs.

Schritt 1: Hardware & Werkzeuge beschaffen

LCD und Summer sind optional – sie dienen nur der visuellen/akustischen Statusanzeige.

Materialien:

1. Computer mit Arduino IDE
2. Arduino UNO R3 (ATmega328P)
3. HC-SR04 Ultraschallsensor (2–400 cm, 3 mm Genauigkeit)
4. 12V DC-Motor (Last: 70 mA, max 250 mA, Drehmoment 1,9 kgf·cm)
5. LCD 16x2 Dot Matrix
6. Piezo-Summer
7. Motorshield L293D (vierfacher Halb-H-Treiber)
8. Mechanik: Acrylplatten für Gehäuse mit Schiebetür
9. Jumper-Kabel, Netzteil

Werkzeuge: Multimeter, Lötkolben (optional, aber hilfreich).

Warum Motorshield? Der Arduino liefert nur 5V bei begrenztem Strom. Der Motor zieht bei 12V mehr Strom – direkt am Arduino würde der Regler überhitzen. Der L293D wirkt als Verstärker.

Schritt 2: Arduino-Programm

Schritt 3: Hardware-Anschlüsse

Die Pins können je nach Board angepasst werden. Der Code enthält die Pin-Belegung.

Schritt 4: Hochladen & Stromversorgung

Sketch hochladen, System mit Strom versetzen. Video zeigt die Funktion.

Arduino-Code

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 8, 9, 1);

const int trigPin = 7;
const int echoPin = 4;
const int mt_En_Pin1 = 2;
const int mt_IN1_Pin2 = 3;
const int mt_IN2_Pin3 = 6;
int buzz = 10;

long duration;
int distance;

void setup() {
  lcd.clear();
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.print("WELCOME");
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(mt_En_Pin1, OUTPUT);
  pinMode(mt_IN1_Pin2, OUTPUT);
  pinMode(mt_IN2_Pin3, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  pinMode(buzz, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2;

  if (distance <= 5) {
    digitalWrite(13, HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(mt_En_Pin1, HIGH);
    analogWrite(mt_IN1_Pin2, 50);
    analogWrite(mt_IN2_Pin3, 0);
    delay(2000);
    analogWrite(mt_IN1_Pin2, 0);
    analogWrite(mt_IN2_Pin3, 0);
    delay(1000);
    tone(buzz, 1000); delay(1000);
    tone(buzz, 1000); delay(1000);
    noTone(buzz);
    delay(3000);
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Please Enter");
    delay(1000);
    analogWrite(mt_IN1_Pin2, 0);
    analogWrite(mt_IN2_Pin3, 50);
    delay(3000);
  } else {
    digitalWrite(13, LOW);
    digitalWrite(mt_En_Pin1, LOW);
    analogWrite(mt_IN1_Pin2, 50);
    analogWrite(mt_IN2_Pin3, 0);
  }
}

Schaltpläne & Aufbau