DIY Ultraschall-Sicherheitssystem mit Arduino: Echtzeit-Entfernungsmessung & Alarm

Benötigte Bauteile

Aufbau & Verkabelung

Stromversorgung

Arduino 5 V → Breadboard + Schiene
Arduino GND → Breadboard – Schiene

HC-SR04

VCC  → + Schiene
GND  → – Schiene
Trig → Arduino Pin 2
Echo → Arduino Pin 3

LEDs (Anode an Pin, Kathode über 220 Ω an GND)

Grün  → Pin 6
Gelb  → Pin 5
Rot   → Pin 4

Buzzer

Plus (längerer Pin) → Pin 7
Minus (kürzer)      → 220 Ω → GND

Hinweis: Der 220-Ω-Widerstand am Buzzer reduziert Lautstärke und schützt den Piezo vor Überlastung.

Funktionsweise

Der HC-SR04 misst die Entfernung per Laufzeitmessung eines Ultraschallpulses. Der Arduino wertet aus und schaltet LEDs + Buzzer gestaffelt:

• > 50 cm: Keine LED, kein Ton (Bereich außerhalb).
• 20–50 cm: Grüne LED an (Bereich „Beobachtung“).
• 5–20 cm: Gelbe LED an (Bereich „Warnung“).
• < 5 cm: Rote LED an + Buzzer piept (Bereich „Alarm“).

Serieller Monitor gibt die Entfernung in cm aus (oder „Outside the permissible range“).

Code (korrigiert & kommentiert)

#define TRIG_PIN 2
#define ECHO_PIN 3
#define LED_GREEN 6
#define LED_YELLOW 5
#define LED_RED 4
#define BUZZER_PIN 7

int alarmTone = 500; // Hz

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  pinMode(LED_GREEN, OUTPUT);
  pinMode(LED_YELLOW, OUTPUT);
  pinMode(LED_RED, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  long duration, distanceCm;

  // Trigger-Puls
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  // Echo auslesen
  duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  distanceCm = (duration / 2) / 29.1; // cm

  // LEDs
  digitalWrite(LED_GREEN,  (distanceCm < 50) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(LED_YELLOW, (distanceCm < 20) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(LED_RED,    (distanceCm < 5)  ? HIGH : LOW);

  // Buzzer & Serial
  if (distanceCm > 5 || distanceCm <= 0) {
    Serial.println("Outside the permissible range of distances");
    noTone(BUZZER_PIN);
  } else {
    Serial.print(distanceCm);
    Serial.println(" cm");
    tone(BUZZER_PIN, alarmTone);
  }
  delay(300);
}

Korrekturen gegenüber Original: Variable distanceincm vereinheitlicht, distance durch distanceCm ersetzt, Buzzer-Pin-Name korrigiert (soundbuzzer → BUZZER_PIN).

Erweiterungsideen

• Relais für externe Sirene / Licht ansteuern.
• OLED-Display für Entfernungsanzeige.
• Loggen auf SD-Karte mit Zeitstempel (RTC).
• Mehrere Sensoren für Überwachung eines Raumes.

Fazit

Ein klassisches Einsteigerprojekt, das Ultraschall-Entfernungsmessung, bedingte Logik und Aktoren (LED, Buzzer) anschaulich demonstriert. Der Code ist bewusst einfach gehalten – ideal zum Experimentieren und Erweitern.