HC-SR04超聲波傳感器的工作原理
HC-SR04超聲波傳感器如何工作并與Arduino連接
使用HC-SR04超聲波距離傳感器為您的下一個(gè)Arduino項(xiàng)目提供動(dòng)力，該傳感器可以報(bào)告最遠(yuǎn)可達(dá)13英尺的物體范圍。如果你想避免你的機(jī)器人撞墻，這真是個(gè)好信息！它們功耗低（適用于電池供電的設(shè)備）、價(jià)格低廉、易于連接并且在愛(ài)好者中非常受歡迎。作為獎(jiǎng)勵(lì)，它甚至看起來(lái)很酷，就像您最新機(jī)器人發(fā)明的一雙Wall-E機(jī)器人眼睛！
HC-SR04硬件概述
HC-SR04超聲波距離傳感器的核心由兩個(gè)超聲波換能器組成。一個(gè)充當(dāng)發(fā)射器，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為40 KHz的超聲波脈沖。接收器偵聽(tīng)傳輸?shù)拿}沖。如果它接收到它們，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖，其寬度可用于確定脈沖行進(jìn)的距離。像餡餅一樣簡(jiǎn)單！
該傳感器體積小，易于在任何機(jī)器人項(xiàng)目中使用，并提供2厘米至400厘米（約1英寸至13英尺）的出色非接觸范圍檢測(cè)，精度為3毫米。由于它在5伏電壓下工作，因此可以直接連接到Arduino或任何其他5V邏輯微控制器。
以下是完整的規(guī)格：
HC-SR04超聲波傳感器引腳排列
電壓互感器——是HC-SR04超聲波距離傳感器的電源，我們將其連接到Arduino上的5V引腳。
觸發(fā)（觸發(fā)器）——引腳用于觸發(fā)超聲波脈沖。
回聲——當(dāng)接收到反射信號(hào)時(shí)，引腳會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。脈沖的長(zhǎng)度與檢測(cè)到傳輸信號(hào)所用的時(shí)間成正比。
地線——應(yīng)該連接到Arduino的地。
HC-SR04超聲波距離傳感器如何工作？
當(dāng)持續(xù)時(shí)間至少為10μS（10微秒）的脈沖施加到觸發(fā)引腳時(shí)，一切就開始了。作為響應(yīng)，傳感器以40 KHz的頻率傳輸8個(gè)脈沖的聲波。這種8脈沖模式使來(lái)自設(shè)備的“超聲波特征”獨(dú)一無(wú)二，使接收器能夠?qū)鬏斈Ｊ脚c環(huán)境超聲波噪聲區(qū)分開來(lái)。
八個(gè)超聲波脈沖在空氣中遠(yuǎn)離發(fā)射器傳播。同時(shí)，Echo引腳變?yōu)楦唠娖揭蚤_始形成回聲信號(hào)的開頭。
萬(wàn)一，如果這些脈沖沒(méi)有被反射回來(lái)，那么Echo信號(hào)將在38毫秒（38毫秒）后超時(shí)并返回低電平。因此，一個(gè)38毫秒的脈沖表示傳感器范圍內(nèi)沒(méi)有障礙物。
如果這些脈沖被反射回來(lái)，一旦接收到信號(hào)，Echo引腳就會(huì)變低。這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)寬度在150μS到25 mS之間變化的脈沖，具體取決于接收信號(hào)所用的時(shí)間。
然后使用接收到的脈沖寬度來(lái)計(jì)算到反射物體的距離。這可以使用我們?cè)诟咧袑W(xué)到的簡(jiǎn)單的距離-速度-時(shí)間方程來(lái)計(jì)算。如果您忘記了，記住距離、速度和時(shí)間方程的一種簡(jiǎn)單方法是將字母放入三角形中。
