Arduino超音波セキュリティ・システム：HC-SR04で距離検知・3段階アラーム
概要
超音波距離センサーHC-SR04を用い、検知距離に応じて緑→黄→赤のLEDとブザーで警告するシンプルな防犯/近接アラーム・システムです。ブレッドボード上で組み立て可能、コードも100行未満。電子工作入門・センサー制御学習に最適です。
必要なパーツ
- Arduino UNO ×1
- HC-SR04 超音波距離センサー ×1
- ブレッドボード ×1
- LED 緑/黄/赤 ×各1
- ブザー（アクティブ/パッシブどちらでも可） ×1
- 220Ω 抵抗 ×3（LED電流制限用）
- ジャンパー・ワイヤー ×10本程度
配線
| 部品 | Arduinoピン | 備考 |
|---|---|---|
| HC-SR04 VCC | 5V | ブレッドボード+レールへ |
| HC-SR04 GND | GND | ブレッドボード-レールへ |
| HC-SR04 Trig | D2 | 出力 |
| HC-SR04 Echo | D3 | 入力 |
| 緑LED アノード | D6 | 220Ω経由でカソードをGND |
| 黄LED アノード | D5 | 220Ω経由でカソードをGND |
| 赤LED アノード | D4 | 220Ω経由でカソードをGND |
| ブザー 長い足 | D7 | 短い足を220Ω経由でGND（音量調整/保護） |
動作仕様
- 50cm以上：全LED消灯、ブザー無音（安全圏）
- 20-50cm：緑LED点灯（注意）
- 5-20cm：黄LED点灯（警戒）
- 5cm未満：赤LED点灯＋ブザー鳴動（侵入/衝突迫る）
- 距離はシリアル・モニタへcm単位で出力
- 測定間隔：300ms
距離計算の原理
Trigに10µsパルス送信→EchoがHIGHになる時間（µs）をpulseIn()で取得。音速340m/s換算で：
distance_cm = (duration_us / 2) / 29.1;
※元コードの (duration/5)/29.1 は誤記の可能性大。標準式は上記。
スケッチのポイント
#defineでピン割り当てを一元管理tone(buzzerPin, frequency)でブザー駆動（周波数可変可）- 距離判定は
if-else ifチェーンで排他的制御 - 範囲外（0cm以下や50cm超）は
noTone()でブザー停止
元コードのバグと修正点
- 変数名不一致：
distanceincmとdistanceが混在 → 統一 distanceinsm未定義変数使用 → 削除/修正- ブザー・ピン名：
soundbuzzervsbuzzer→ 統一 - 距離計算式の
/5除去
修正済みスケッチを記事末尾に掲載推奨。
拡張アイデア
- OLEDディスプレイ（SSD1306）で距離数値/バー表示
- サーボ・モーターでカメラ/センサーをスキャン
- Wi-Fi/Bluetoothでスマホ通知（ESP8266/ESP32置き換え）
- ログ記録（SDカード/RTC）で不在時の侵入履歴管理
- 超音波センサー複数台で広角カバー/死角解消
まとめ
HC-SR04の基本動作を理解し、条件分岐で多段階アラームを実装する初心者向け定番プロジェクト。配線が簡単で即座に動作確認でき、拡張性も高い。「距離を測って何かを制御する」IoTのエッセンスを最小構成で体験できます。
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