Датчик расстояния ардуино. Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04 для Arduino: подключение и использование

alexxlabДатчик
Как работает ультразвуковой датчик HC-SR04. Каковы его основные характеристики. Как подключить HC-SR04 к Arduino. Как написать код для измерения расстояния с помощью HC-SR04. Какие типичные проблемы возникают при работе с HC-SR04.

Принцип работы ультразвукового датчика HC-SR04

Ультразвуковой датчик HC-SR04 — это популярный и недорогой модуль для измерения расстояния, широко используемый в проектах с Arduino. Принцип его работы основан на отражении ультразвуковых волн от препятствий:

  1. Датчик испускает короткий ультразвуковой импульс частотой 40 кГц
  2. Звуковая волна распространяется в воздухе со скоростью около 343 м/с
  3. При встрече с препятствием волна отражается обратно к датчику
  4. Приемник датчика фиксирует отраженную волну
  5. Измеряется время между отправкой и приемом сигнала
  6. На основе времени рассчитывается расстояние до объекта

Зная скорость звука и время прохождения сигнала, можно легко вычислить расстояние по формуле:


Расстояние = (Скорость звука * Время) / 2

Деление на 2 необходимо, так как звук проходит путь до объекта и обратно.

Основные характеристики HC-SR04

Ультразвуковой датчик HC-SR04 обладает следующими ключевыми параметрами:

  • Напряжение питания: 5В
  • Потребляемый ток: 15 мА
  • Рабочая частота: 40 кГц
  • Дальность измерения: 2-400 см
  • Точность: до 3 мм
  • Угол обзора: 15 градусов
  • Размеры: 45x20x15 мм

Благодаря своей доступности, простоте использования и хорошим характеристикам, HC-SR04 стал стандартным выбором для многих проектов, требующих измерения расстояния.

Подключение HC-SR04 к Arduino

Датчик HC-SR04 имеет 4 вывода, которые нужно подключить к Arduino:

  • VCC — питание 5В
  • Trig — вход запуска измерения
  • Echo — выход с результатом
  • GND — земля

Схема подключения выглядит следующим образом:

  • VCC датчика -> 5V Arduino
  • Trig датчика -> цифровой пин Arduino (например, D7)
  • Echo датчика -> цифровой пин Arduino (например, D8)
  • GND датчика -> GND Arduino

Важно использовать правильное напряжение питания 5В, иначе датчик может работать некорректно или выйти из строя.


Программирование Arduino для работы с HC-SR04

Базовый алгоритм работы с датчиком HC-SR04 на Arduino выглядит так:

  1. Подать короткий импульс на вывод Trig для запуска измерения
  2. Дождаться появления сигнала на выводе Echo
  3. Измерить длительность импульса на Echo
  4. Рассчитать расстояние на основе длительности

Вот пример простого кода для Arduino:

«`cpp const int trigPin = 7; const int echoPin = 8; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); } void loop() { // Генерация короткого импульса digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); // Измерение длительности импульса long duration = pulseIn(echoPin, HIGH); // Расчет расстояния float distance = duration * 0.034 / 2; Serial.print(«Расстояние: «); Serial.print(distance); Serial.println(» см»); delay(500); } «`

Этот код инициализирует связь с датчиком, периодически запускает измерение и выводит результат в Serial Monitor.


Типичные проблемы при работе с HC-SR04

При использовании ультразвукового датчика HC-SR04 могут возникать некоторые сложности:

  • Ложные срабатывания из-за помех или отражений от других объектов
  • Некорректные измерения при работе с мягкими или звукопоглощающими поверхностями
  • Ограниченный угол обзора, что может привести к пропуску узких объектов
  • Влияние температуры и влажности на точность измерений
  • Необходимость калибровки для повышения точности

Для решения этих проблем можно использовать различные методы фильтрации данных, усреднение нескольких измерений или комбинирование показаний нескольких датчиков.

Применение HC-SR04 в проектах

Ультразвуковой датчик HC-SR04 находит широкое применение в различных проектах на базе Arduino:

  • Роботы, избегающие препятствий
  • Системы парковки автомобилей
  • Измерение уровня жидкости в резервуарах
  • Охранные системы и датчики движения
  • Интерактивные арт-инсталляции
  • Умные мусорные баки, определяющие заполненность

Благодаря своей универсальности, HC-SR04 может быть адаптирован под множество задач, где требуется измерение расстояния или обнаружение объектов.


Альтернативы HC-SR04

Хотя HC-SR04 является популярным выбором, существуют и другие датчики расстояния для Arduino:

  • Sharp GP2Y0A21YK0F — инфракрасный датчик расстояния
  • VL53L0X — лазерный датчик времени пролета
  • HC-SR501 — PIR датчик движения
  • US-015 — улучшенная версия HC-SR04 с большей дальностью

Выбор конкретного датчика зависит от требований проекта, таких как точность, дальность действия, размеры и стоимость.

Советы по улучшению точности измерений

Для повышения точности и надежности измерений с HC-SR04 можно применить следующие приемы:

  1. Усреднение нескольких последовательных измерений
  2. Использование медианного фильтра для устранения выбросов
  3. Учет температуры воздуха для корректировки скорости звука
  4. Калибровка датчика на известных расстояниях
  5. Применение экранирования для защиты от электромагнитных помех

Реализация этих методов может значительно улучшить качество данных, получаемых с датчика HC-SR04.


Датчики движения и расстояния Arduino Robostore

Сортировка:

по популярности сначала дешевле по названию сначала новые

Отображение:

Датчики движения и расстояния — это датчики, фиксирующие перемещение объектов в пространстве, и последующего запуска определённых задач в зависимости от полученных показателей.
Таки датчики имеют различную чувствительность в зависимости от требуемых задач, но основной характеристикой можно выделить диапазон или зону обнаружения. Зона обнаружения — это зона пространства, в котором датчик движения гарантированно обнаружит человека или объекты.

Датчики движения и расстояния можно уловно поделить на пассивные и активные, первые спроектированы для получения определенных показателей извне, вторые сами излучают волны и анализируют полученный результат. Однако, большинство современных датчиков имеют комбинированную конструкцию.

В зависимости от излучения, на которое способен отреагировать чувствительный элемент, датчики движения можно поделить на три основных типа:
1. Ультразвуковые датчики — принцип работы таких датчиков основан на изменении звуковых волн. С определённой периодичностью такой датчик излучает в окружающее пространство ультразвуковые волны и исследует полученное отражение. Если отраженные волны изменились и эти перемены достигли контрольной точки, то делается вывод о перемене окружающей среды и срабатывает сигнал.
2. Радиоволновые датчики. Такие датчики действуют по принципу ультразвуковых, но их работа создана на основе радиоволн. Так как радиоволны имеют такую особенность, что способны проходить через  неметаллические преграды, стены зданий, мебель, окружающие объекты, то радиоволновые датчики движения имеют более обширную зону действия и используются в особых случаях.

3. Фотоэлектрические датчики. Принцип действия таких датчиков основывается на обнаружении световых лучей и анализе их изменений  — если происходит значительное затемнение, прерывание светового потока, то такой датчик сообщает об присутствии.
Датчики движения и расстояния обширно применяются для бытовых и промышленных нужд. Их используют как для создания охранных систем и систем обнаружения, так и для автоматизации определённых бытовых потребностей, например включения или выключения света, кондиционера, в зависимости от присутствия людей в помещении.

Купить датчики движения и расстояния в Украине очень удобно через интернет-магазин Robostore.
На это есть 7 причин:
• Вам не обязательно приезжать в магазин, Вы можете заказать доставку в любую точку Украины.
• Доставка по Киеву в течение дня, по Украине — 2-5 рабочих дней (в зависимости от того, насколько Ваш город удален от Киева).

• Низкие цены, поэтому купить датчики движения и расстояния и другие элементы робототехники сможет позволить себе каждый.
• Длительный срок эксплуатации всей продукции.
• Высокое качество товаров.
• За каждым клиентом закрепляется персональный менеджер, который всегда готов посоветовать Вам лучший выбор и проконсультировать по любому из товаров.
• Служба поддержки работает 5 дней в неделю с 10:00 до 19:00.

Компания Robostore находится в Киеве по адресу улица Вербовая 24, офис Robostore, станция метро Почайна (Петровка).

Звоните и заказывайте датчики движения и расстояния по телефонам:
+38 (096) 470 02 29 (Viber, Telegram)
+38 (063) 306 34 78 (Telegram по поводу оптовых покупок)

Инфракрасный датчик расстояния E18-D80NK 3-80см фотоэлектрический Arduino

Инфракрасный датчик расстояния E18-D80NK 3-80см фотоэлектрический Arduino

Контакты Заказать звонок Написать письмо Оптовикам Статьи

  • Личный кабинет

    • 25

    11749

    Описание

    Инфракрасный датчик расстояния E18-D80NK 3-80см фотоэлектрический Arduino. Инфракрасный датчик расстояния E18-D80NK. Дистанция 10 — 80 см (настраивается подстроечным резистором с обратной стороны датчика), выходной сигнал – цифровой бинарный, сигнализирует о том есть ли препятствие в зоне видимости. Питание 5В. Содержит в себе передатчик и приемник в инфракрасном диапазоне. В отличии от ультразвукового датчика расстояния не показывает расстояние до препятствия, а просто показывает есть ли препятствие в зоне видимости. При срабатывании датчика выходное напряжение становится равным 0.

    Технические характеристики

    • Модель: E18-D80NK
    • Тип: NPN / NO
    • Питание: 5 В
    • Сила тока: 30 мА если нет препятствий, 45 мА если есть
    • Длина датчика: 50 мм
    • Дистанция: 10-80 см (настраивается)
    • Контакты: черный — сигнал; коричневый — +5В; синий — общий
    • Для настройки дистанции – крутить винт против часовой стрелки для уменьшения зоны видимости, по часовой – для увеличения

    Дополнительно

    org/PropertyValue»>
    Материал корпусаПластик + металл
    СовместимостьWindows
    Страна регистрации брендаКитай
    Страна-производитель товараКитай
    ТипАксессуары для Роботов

    Комментарии

    0

    Пока не было комментариев.

    Для покупки регистрация не обязательна! Если хотите сделать заказ, — просто добавьте нужные вам товары в корзину, укажите свои данные и нажмите кнопку «Оформить заказ». Мы свяжемся с вами в ближайшее время.

    Оплата

    — перевод на карту-ключ счета ПБ

    — онлайн без комиссии картой любого банка (LiqPay)

    — безналичный расчет без НДС для юридических лиц

    — наличными или картой при доставке (только Новой Почтой при заказе от 100 грн)

    — наличными или через терминал в нас в магазине

    Нашли дешевле? Напишите нам об этом в чат — кнопка в левом нижнем углу экрана. В сообщении укажите ссылку на активную страницу такого же товара в украинском интернет-магазине и мы пересмотрим цену.

    Доставка

    — Новая Почта

    — Укрпочта (только при предоплате)

    — Самовывоз (можете также вызвать курьера Глово по Ивано-Франковску)

    Отправка товара происходит каждый рабочий день. В большинстве случаев, ваш заказ уедет в день заявки/оплаты или на следующий день.. Заказы самовывозом можно забрать в нашем магазине, после заявки позвоним вам и скажем, когда посылка с заказом будет готова к выдаче.

    Гарантия и возврат

    — возврат в течение 14 дней, если товар не подошел

    — гарантия от 6 месяцев на товары собственного изготовления