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レッスン23: 超音波センサーモジュール (HC-SR04)

このレッスンでは、Arduinoを使用して超音波センサーで距離を測定する方法を学びます。HC-SR04センサーをArduino Uno R4ボードに接続し、センチメートル単位で距離を計算して表示する方法を説明します。このプロジェクトは初心者に最適で、Arduinoのシリアル通信とセンサーデータの処理について実践的な経験を提供します。デジタル信号の取り扱いと超音波センサー技術の基本を理解するための貴重な洞察を得ることができます。

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

キット全体を購入するのが便利です。リンクはこちら：

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

以下のリンクから個別に購入することもできます。

Component Introduction	Purchase Link
Arduino UNO R3 or R4	購入
超音波センサーモジュール (HC-SR04)	購入

配線

../_images/Lesson_23_ultrasonic_circuit_uno_bb.png

コード

コード解析

ピンの宣言:

最初に超音波センサーのピンを定義します。 echoPin と trigPin を整数として宣言し、その値をArduinoボードの物理的な接続に合わせます。
```
const int echoPin = 3;
const int trigPin = 4;
```
setup() 関数:

setup() 関数はシリアル通信を初期化し、ピンモードを設定し、超音波センサーが準備完了であることを示すメッセージを表示します。
```
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  Serial.println("Ultrasonic sensor:");
}
```
loop() 関数:

loop() 関数はセンサーから距離を読み取り、それをシリアルモニターに表示し、400ミリ秒遅延してから繰り返します。
```
void loop() {
  float distance = readDistance();
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  delay(400);
}
```

readDistance() 関数:

readDistance() 関数は超音波センサーをトリガーし、信号が戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算します。

超音波センサーモジュールの動作原理については、詳細については principle を参照してください。

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;
}