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Lektion 23: Ultraschallsensor-Modul (HC-SR04)

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie mit einem Ultraschallsensor und Arduino Entfernungen messen. Wir werden den HC-SR04-Sensor mit dem Arduino Uno R4 Board verbinden und damit Entfernungen in Zentimetern berechnen und anzeigen. Dieses Projekt ist ideal für Anfänger und bietet praktische Erfahrungen mit der seriellen Kommunikation von Arduino und der Verarbeitung von Sensordaten. Sie erhalten wertvolle Einblicke in die Arbeit mit digitalen Signalen und das grundlegende Verständnis der Ultraschallmesstechnik.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein komplettes Kit zu kaufen. Hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch separat über die folgenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Arduino UNO R3 or R4	KAUFEN
Ultraschallsensormodul (HC-SR04)	KAUFEN

Verkabelung

../_images/Lesson_23_ultrasonic_circuit_uno_bb.png

Code

Code-Analyse

Pindeklaration:

Beginnen Sie mit der Definition der Pins für den Ultraschallsensor. echoPin und trigPin werden als Integer deklariert und ihre Werte entsprechend der physischen Verbindung auf dem Arduino-Board festgelegt.
```
const int echoPin = 3;
const int trigPin = 4;
```
setup()-Funktion:

Die setup()-Funktion initialisiert die serielle Kommunikation, legt die Pin-Modi fest und druckt eine Nachricht, um anzuzeigen, dass der Ultraschallsensor bereit ist.
```
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  Serial.println("Ultrasonic sensor:");
}
```
loop()-Funktion:

Die loop()-Funktion liest den Abstand vom Sensor und druckt ihn auf den seriellen Monitor, dann verzögert sie für 400 Millisekunden, bevor sie den Vorgang wiederholt.
```
void loop() {
  float distance = readDistance();
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  delay(400);
}
```
readDistance()-Funktion:

Die readDistance()-Funktion löst den Ultraschallsensor aus und berechnet den Abstand basierend auf der Zeit, die das Signal benötigt, um zurückzukommen.

Weitere Einzelheiten finden Sie im Funktionsprinzip des Ultraschallsensormoduls unter principle.

float readDistance() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);   // Set trig pin to low to ensure a clean pulse
  delayMicroseconds(2);         // Delay for 2 microseconds
  digitalWrite(trigPin, HIGH);  // Send a 10 microsecond pulse by setting trig pin to high
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);  // Set trig pin back to low
  float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;  // Formula: (340m/s * 1us) / 2
  return distance;
}