サーボレーダー：Arduinoと超音波センサーで作る簡易レーダーシステム

必要な部品と用品

プロジェクトについて

このプロジェクトは、サーボモーターに取り付けた超音波センサーを0°〜180°に回転させながら距離を測定し、シリアルモニターに角度と距離を出力する簡易レーダーシステムです。距離が10cm以内になると「Object detected（物体検出）」と表示します。

動作原理

• 超音波センサー (HC-SR04): 40kHzの超音波バースト（8サイクル）を送信し、反射波を受信して飛行時間から距離を計算（距離 = 時間 × 音速 / 2）。
• サーボモーター (SG90): ArduinoのPWM信号で0°〜180°を往復回転し、センサーの指向をスキャン。
• Arduino UNO: サーボ制御、超音波センサーのTrig/Echo制御、距離計算、シリアル出力を担当。

配線方法

ソースコード

#include <Servo.h>

Servo myservo;
int angle = 0;
long duration;
int distance;
const int trigPin = 8;
const int echoPin = 11;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  myservo.attach(3);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
  // 0° → 180° へスキャン（高速）
  for (angle = 0; angle <= 180; angle += 1) {
    myservo.write(angle);
    delay(15);
  }

  // 180° → 0° へ戻りながら測定（低速・測定あり）
  for (angle = 180; angle >= 0; angle -= 1) {
    myservo.write(angle);
    delay(200);  // 測定安定待ち

    // 超音波測定パルス送信
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);  // 10μs以上のHighパルス
    digitalWrite(trigPin, LOW);

    // Echoパルス幅測定
    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
    distance = duration * 0.034 / 2;  // 音速 340m/s = 0.034cm/μs

    // シリアル出力
    Serial.print("Distance: "); Serial.println(distance);
    Serial.print("Angle: "); Serial.println(angle);
    if (distance <= 10) {
      Serial.println("Object detected");
    }
  }
}

拡張アイデア

• Processing / Python で可視化: シリアルデータを読み取り、リアルタイムでレーダー画面（極座標プロット）を描画。
• サーボ遅延の最適化: 測定角度を粗く（例: 5°刻み）してスキャン速度向上。
• 複数センサー化: 2つの超音波センサーを前後/上下に配置して立体検知。
• アラーム機能: ブザーやLEDで接近物体を警告。

回路図

上記配線表の通りにブレッドボード上で配線してください。サーボの電流が大きいため、Arduinoの5Vレギュレーター容量に注意（必要なら外部5V電源からサーボのみ給電しGNDを共通化）。