Pinout del sensor ultrasónico HC-SR04, trabajo y proyectos Arduino

El El principio de funcionamiento del sensor ultrasónico HC-SR04 se basa en la velocidad del sonido o el tiempo que tardan las ondas de sonido en viajar una cierta distancia. Mide la distancia de un objeto a su superficie emitiendo y recibiendo ondas sonoras.

Hay muchos tipos de sensores ultrasónicos en el mercado, pero el más popular es el HC-SR04. El funcionamiento del sensor ultrasónico HC-SR04, Pinout y los proyectos Arduino se detallan a continuación.

¿Qué es el sensor ultrasónico HC-SR04?

HC-SR04 es un sensor ultrasónico simple que puede medir la distancia hasta 400 cm. El sensor tiene 4 pines integrados que se conectan a un microcontrolador como Arduino.

HC-SR04 se puede utilizar con Arduino para proyectos como la medición de distancias. El principio de funcionamiento del sensor ultrasónico HC-SR04 es similar al SONAR o Navegación por Sonido y Alcance. Los barcos utilizan SONAR para navegar los objetos bajo el mar.

Haga clic aquí para obtener más información sobre SONAR

El sensor ultrasónico, también conocido como El sensor de distancia mide la distancia de un objeto desde su superficie emitiendo y recibiendo ondas sonoras. El transmisor transmite las ondas sonoras mientras que el El receptor recibe estas ondas de sonido transmitidas reflejadas desde el objeto.

Antes de saltar a la sección de trabajo del sensor HC-SR04, veamos su configuración de pines.

Configuración de pines HC-SR04

El pinout del HC-SR04 tiene 4 pines. Comenzando desde la izquierda: VCC, DISPARADOR, ECO, y TIERRA

Ahora veamos cómo funciona el sensor de distancia HC-SR04 y mide la distancia de un objeto.

¿Cómo funciona HC-SR04?

Paso 1: Tan pronto como el pin del disparador se establece alto (programado), las ondas de sonido se transmiten desde el transmisor.

No hay té: Al mismo tiempo, el pin Echo se vuelve alto automáticamente (da 5 V como salida). digamos el el tiempo en este caso es t₁.

Nota B: La velocidad de la onda de sonido es de 343 m/s

Paso 2: Estas ondas de sonido viajan a través del aire y son reflejadas por el objeto que se encuentra frente a ellas. Y tan pronto como el receptor recibe las ondas, el pin Echo se vuelve bajo. Llamemos el tiempo en este caso t₂.

Paso 3: Ahora, para saber la distancia recorrida por las ondas, primero tenemos que medir el tiempo total durante el cual el pin de eco estuvo alto (Arduino hace esto por nosotros).

En otras palabras, el eco fue alto durante exactamente el mismo tiempo que tardaron las ondas en volver al receptor.

i.e, t2 - t1 = time for which the Echo pin remains high

O

Ttotal = t2 - t1 (total time taken by the sound waves to get back to the sensor after reflecting back from the object)

Etapa 4: Por el fórmula distancia-tiempo-velocidadpodemos calcular la distancia total recorrida por la onda (la velocidad es constante).

Speed = Distance / Time 

OR 

Distance = Speed X Time

Así que simplemente multiplique el tiempo total calculado por la velocidad del sonido. Esto nos da la distancia total recorrida por las ondas de sonido.

Dtotal = (T2 - T1) X Speed of sound 

Paso 5: Esta (distancia total) es en realidad una distancia bidireccional. Pero queremos medir la distancia de un solo sentido. Y dado que la distancia total es en realidad el doble de la distancia en un sentido, la dividimos por dos para obtener la distancia en un sentido desde el sensor hasta el objeto.

Done-way = Dtotal / 2

Por supuesto, este cálculo lo realiza el propio Arduino. Hicimos esto manualmente para mostrarle cómo se calcula la distancia.

Entendamos esto una vez más con un ejemplo:
Supongamos que hay un objeto frente al sensor a una distancia de 10 cm. Las ondas de sonido son transmitidas por el transmisor, golpean el objeto y luego son recibidas por el receptor.

El tiempo total entre estos dos eventos se calcula utilizando el pin de eco como se mencionó anteriormente. Ahora usando esta fórmula se calcula la distancia de ida: Distancia = Tiempo * Velocidad del sonido/2

¿Cómo medir la distancia usando HC-SR04 con Arduino?

Para hacer el proyecto de medición de distancia usando un sensor ultrasónico HC-SR04, estoy usando Arduino UNO aquí. Puedes usar cualquier otra placa Arduino.

Primero, conecte el sensor con Arduino como se muestra a continuación.

Conectar VCC y pin Gnd del sensor ultrasónico a 5 v y pin GND de Arduino respectivamente.

Conecte el gatillo y el pin de eco a cualquier pin de entrada/operación digital. Estoy conectando el pin de activación al pin digital 6 y el eco al pin digital 7.

Programa Arduino:

Cargue el programa que se proporciona a continuación en su placa Arduino.

const int trig = 6;
const int echo = 7;

long totaltime;
int distance;

void setup() {
  
pinMode(trig, OUTPUT); 
pinMode(echo, INPUT);
Serial.begin(9600); 

}

void loop() {

digitalWrite(trig, LOW);
delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trig, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig, LOW);

totaltime = pulseIn(echo, HIGH);

distance= totaltime*0.034/2;

Serial.print("Distance: ");
Serial.println(distance);

}

Explicación del código:

El código para medir distancias usando un sensor ultrasónico es muy simple. Primero, el pin del gatillo se establece alto durante 10 microsegundos. TEl tiempo durante el cual el pin de eco permanece alto se calcula utilizando la función de entrada de pulsos. Finalmente, la distancia en centímetros se calcula usando esta fórmula:

distance= totaltime*0.034/2;

Ahora cargue el código en Arduino y luego abra el monitor serial. Aquí puede ver la distancia calculada del objeto desde la superficie del sensor ultrasónico. Movamos el objeto y veamos qué tan precisa es la medida.