HC-SR04超音波センサーとは：動作とその応用

HC-SR04超音波センサーには、送信機と受信機が含まれています。このセンサーは、対物レンズからの距離を検出するために使用されます。ここで、波の送受信にかかる時間によって、センサーと物体の間の距離が決まります。このセンサーは、非接触技術を使用して音波を使用します。このセンサーを使用することにより、ターゲットに必要な距離を損傷することなく測定でき、正確な詳細を提供します。このセンサーの範囲は2cmから400cmの間です。

HC-SR04超音波センサーとは何ですか？

HC-SR04は、ソナーを使用してセンサーからの物体の距離を検出する超音波センサーの一種です。高精度で安定した測定値を備えた、卓越した非接触検出範囲を提供します。超音波送信機と受信機のような2つのモジュールが含まれています。このセンサーは、方向と速度の測定、盗難警報、医療、ソナー、加湿器、ワイヤレス充電、非破壊検査、超音波検査などのさまざまなアプリケーションで使用されます。

HC-SR04超音波センサーのピン構成

このセンサーには4つのピンが含まれており、このセンサーのピン構成については以下で説明します。

• Pin1（Vcc）：このピンは、センサーに+ 5Vの電源を供給します。
• Pin2（トリガー）：これは入力ピンであり、このピンを10usの間ハイに保つことにより、超音波を送信することによって測定を初期化するために使用されます。
• Pin3（Echo）：これは出力ピンであり、特定の期間ハイになり、ウェーブがに戻る時間の長さに相当します。センサー。
• Pin4（Ground）：これはシステムのGNDに接続するために使用されるGNDピンです。

機能

HC-SR04センサーの機能 以下を含める

• このセンサーに使用される電源は+ 5V DC
• 寸法は45mm x 20mm x 15mm
• このセンサーに使用される静止電流は<2mA
• トリガーの入力パルス幅は10uSです
• 動作電流は15mAです
• 測定角度は30度です
• 距離の範囲は2cmから800cmです
• 解像度は0.3cmです
• 有効角度は<15°
• 動作周波数範囲は40Hzです
• 精度は3mmです

HC-SR04超音波センサーが機能しています

HC-SR04超音波センサーには、Vccピン、トリガーピン、エコーピン、およびグラウンドピンの4つのピンが付属しています。このセンサーは、ターゲットとセンサーの間の正確な距離を測定するために使用されます。このセンサーは主に音波で機能します。

このモジュールに電源が供給されると、音波が発生して空中を伝わり、必要な物体に衝突します。これらの波は物体に当たって戻ってきて、受信機モジュールによって収集されます。

ここでは、距離が長くなるのにかかる時間が長いため、距離と所要時間の両方が正比例します。トリガーピンを10µs高く保つと、超​​音波が発生し、音速で伝わります。したがって、エコーピン内に収集される8サイクルのソニックバーストが作成されます。この超音波センサーはArduinoとインターフェースして、センサーと物体の間の必要な距離を測定します。距離は次の式で計算できます。

S =（V x t）/ 2

「S」が必要な距離である場合

「V」はサウンドの速度です

「t」は、オブジェクトに当たった後に音波が戻るのにかかる時間です。

実際の距離は、波が伝わってセンサーから戻ると時間が2倍になるため、その値を2で割ることで計算できます。

Arduinoボードを備えたHC-SR04超音波センサー

ここでは、Arduinoボードを使用したHC-SR04超音波センサーの例を示します。このセンサーはArduinoボードと接続されています。

このプロジェクトに必要なコンポーネントには、主にArduino UNOボード、HC-SR04超音波センサー、ブレッドボード、ジャンパー線が含まれます。このプロジェクトの接続は、次のように非常に単純です。

• センサーのVCCピンはArduinoの5Vに接続されています
• センサーのトリガーピンはArduinoのピン11に接続されています
• センサーのエコーピンはArduinoのピン12に接続されています
• センサーのGNDピンはArduinoのGNDピンに接続されています

作業中

正確な距離の測定は、HC-SR04センサーをさまざまなタイプのArduinoボードに接続することで実現できます。

まず、センサーに電源を入れて電源を入れ、このセンサーのGNDピンをArduinoボードのGNDピンに接続します。また、センサーに流れる電流が15mA未満の場合、Arduinoボードの電圧供給でセンサーモジュールの電源を入れることができます。したがって、Arduinoの定格電流はセンサーに影響を与えません。

一次配置が設定されたら、Trig＆Echoなどのセンサーの両方のピンをArduinoボードの入力/出力ピンに接続します。前に説明したように、測定方法を開始するには、センサーのTrigピンを最初に10usに保つ必要があります。したがって、このセンサーモジュールは、音源から毎秒40,000Hzの周波数で音波を生成します。

音波が戻ってくると、受信機がこれらの波を取得するまでエコーピンがアクティブになります。時間はArduinoボードの助けを借りて測定されます。

アプリケーション

HC-SR04センサーのアプリケーション 以下を含めてください

• このセンサーは、速度と2つのオブジェクト間の方向を測定するために使用されます
• ワイヤレス充電で使用されます
• 医療用超音波検査
• これは、Biped、パスファインディング、障害物回避などのロボットを使用して、オブジェクトを検出し、障害物を回避するために使用されます。
• 深さ測定
• 加湿器
• このセンサーは、センサーを回転させてセンサーの近くのオブジェクトをプロットするために使用されます
• 非破壊検査
• このセンサーのピットの深さを使用することにより、水を介して波を送信することで井戸を測定できます。
• 組み込みシステム
• 盗難警報

したがって、これはすべてHC-SR04超音波センサーに関するものです。以上の情報から、このセンサーはソナーを使用してセンサーと物体の間の距離を測定していると結論付けることができます。送信機は高周波音声信号を送信します。信号がオブジェクトを検出すると、送信機のエコーピンに反射して戻ります。信号の送信と受信にかかる時間により、物体までの距離を判断できます。ここにあなたへの質問があります、同じ距離決定センサーは何ですか？