HC-SR04 - ultradźwiękowy czujnik odległości do 5 metrów

Opis

Moduł czujnika ultradźwiękowego HC-SR04 to popularne rozwiązanie do pomiaru odległości, wykorzystywane w projektach opartych na Arduino, Raspberry Pi, STM32 czy ESP32 z dziedzin takich jak robotyka, automatyka czy systemy bezpieczeństwa. Umożliwia on precyzyjny pomiar odległości w zakresie od 2 cm do 500 cm z rozdzielczością 3 mm, dzięki czemu jest idealnym wyborem do wykrywania przeszkód, mierzenia dystansów czy tworzenia systemów unikania kolizji.

Jak działa ultradźwiękowy czujnik odległości?

Działanie modułu HC-SR04 opiera się na emisji fal ultradźwiękowych o częstotliwości 40 kHz przez wbudowany nadajnik. Fale te rozchodzą się w powietrzu i odbijają od napotkanej przeszkody. Odbiornik, zlokalizowany obok nadajnika, rejestruje powrót odbitego sygnału. Na podstawie czasu między wysłaniem a odbiorem sygnału, obliczana jest odległość. Wartość ta zależy od prędkości dźwięku w powietrzu (ok. 343 m/s) i czasu potrzebnego na przebycie drogi od czujnika do przeszkody i z powrotem.

Jak podłączyć czujnik HC-SR04?

Moduł HC-SR04 ma cztery piny: VCC, Trigger, Echo i GND.

• VCC należy podłączyć do zasilania 5 V.
• GND do masy układu.
• Trigger podłącza się do wyjścia cyfrowego mikrokontrolera, które odpowiada za wysłanie impulsu inicjującego.
• Echo podłączamy do wejścia cyfrowego, które rejestruje czas powrotu sygnału.

Proces pomiaru rozpoczyna się wysłaniem krótkiego impulsu przez mikrokontroler na pin Trigger. Czujnik generuje sygnał ultradźwiękowy, który odbija się od przeszkody, a wynik wraca jako sygnał na pin Echo. Mikrokontroler przelicza czas od emisji do odbioru sygnału na odległość od przeszkody.

Zastosowania ultradźwiękowego czujnika odległości HC-SR04

Czujnik HC-SR04 znajduje szerokie zastosowanie w różnorodnych projektach inżynieryjnych i hobbystycznych. Najczęściej wykorzystuje się go w:

• Robotyce mobilnej – do wykrywania i omijania przeszkód, a także nawigacji autonomicznych pojazdów.
• Systemach automatyki – w monitorowaniu odległości, np. w systemach automatycznego otwierania drzwi
• Systemach zabezpieczeń – jako czujnik detekcji ruchu, do monitorowania przestrzeni czy tworzenia alarmów.
• Projekty DIY – w różnych domowych projektach elektronicznych, takich jak inteligentne urządzenia, systemy pomiarowe czy projekty edukacyjne.

Właściwości

• Zakres pomiaru: 2 cm – 500 cm
• Rozdzielczość: 3 mm
• Kąt detekcji: 15°
• Zasilanie: 5 V
• Interfejs: 4 piny (VCC, Trigger, Echo, GND)
• Częstotliwość ultradźwiękowa: 40 kHz
• Pobór prądu: < 2 mA
• Kompatybilność: Arduino, Raspberry Pi, inne platformy mikrokontrolerowe