Arduino开发板使用超声波传感器HC-SR04
HC-SR04超声波传感器简介
HC-SR04超声波传感器使用声纳来确定物体的距离，工作原理类似与蝙蝠。它提供出色的非接触范围检测，高精度和稳定的读数，以及易于使用的封装。
测量范围从2厘米到400厘米或1英寸到13英尺。它的工作过程不受太阳光或黑色材料的影响（虽然布料之类的声学软材料很难检测）。它配有超声波发射器和接收器模块。
主要特征
● 电源：+ 5V DC
● 静态电流：<2mA
● 工作电流：15mA
● 有效角度：<15°
● 测距：2厘米 - 400厘米/ 1英寸 - 13英尺
● 分辨率：0.3厘米
● 测量角度：30度
● 触发输入脉冲宽度：10uS
● 尺寸：45mm x 20mm x 15mm
工作过程
1.发射器（触发引脚）发送信号：一段高频声音。
2.当信号遇到一个物体时，它会被反射；
3.然后发射器（回声引脚）接收该信号。
传感器引脚图
● VCC：+ 5VDC
● Trig：触发（输入）
● Echo：回声（输出）
● GND：GND
所需的组件
● Arduino UNO开发板
● 超声波传感器（HC-SR04）
● 面包板
● 跳线
原理图
下表显示了两者之间的连接方式：
| 超声波传感器HC-SR04 | Arduino开发板 |
|---|---|
| VCC | 5V |
| Trig | Pin 11 |
| Echo | Pin 12 |
| GND | GND |
代码
将以下代码上传到Arduino IDE。
首先，分别为Trig和echo引脚创建变量，命名为trigPin和echoPin。trig引脚连接到数字引脚11，echo引脚连接到数字引脚12。创建三个long类型的变量：duration、cm和inch。变量duration保存了信号发射和接收之间的时间。 变量cm将以厘米为单位保存距离，而变量inch将以英寸为单位保存距离。
int trigPin = 11;
int echoPin = 12;
long duration, cm, inches;
在setup()中，我们以波特率9600初始化串口，并将trig引脚设置为输出，将echo引脚设置为输入。
//Serial Port begin
Serial.begin (9600);
//Define inputs and outputs
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
在loop()中，我们通过发送一个10微秒的HIGH脉冲来触发传感器。但是，在此之前，我们给出一个短的低电平脉冲，以确保我们得到一个干净的高脉冲。
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5000);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10000);
digitalWrite(trigPin, LOW);
然后，我们读取来自传感器的信号 - 一个HIGH脉冲，其持续时间是从发送信号到接收回波到物体的微秒时间。
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
最后，我们只需要将持续时间转换为距离。我们可以使用以下公式计算距离：
距离=（传播时间/ 2）x声速
声速为：343m / s = 0.0343cm / uS = 1 / 29.1cm / uS
或以英寸为单位：13503.9in / s = 0.0135in / uS = 1 / 74in / uS
我们需要将传播时间除以2，因为我们必须考虑声波被发送，遇到物体，然后返回传感器。
cm = (duration/2) / 29.1;
inches = (duration/2) / 74;
最后，我们在串口监视器中打印结果。
Serial.print(inches);
Serial.print("in, ");
Serial.print(cm);
Serial.print("cm");
总的代码如下。
int trigPin = 11;
int echoPin = 12;
long duration, cm, inches;
void setup() {
Serial.begin (9600);
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5000);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10000);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
cm = (duration/2) / 29.1;
inches = (duration/2) / 74;
Serial.print(inches);
Serial.print("in, ");
Serial.print(cm);
Serial.print("cm");
Serial.println();
注：以上内容来自https://www.yiboard.com/thread-1026-1-1.html
实验过程
移动测试物体，在串口监视器中查看打印结果。