Принцип работы сенсора:
Датчик “HC-SR04” состоит из ультразвукового передатчика, приемника и управляющей схемы. Чтобы начать измерение расстояния с помощью этого датчика, необходимо подать на его вход “Trig” импульс высокого уровня длительностью 10 мкс, после этого ультразвуковой передатчик излучит 8 импульсов с частотой 40 кГц. После возврата отраженного сигнала (эха) от объекта и получения его ультразвуковым приемником, на выходе датчика “Echo” появится импульс высокого уровня, ширина которого прямо пропорциональна измеряемому расстоянию до объекта.
Длительность этого импульса будет зависеть от дистанции до объекта и будет в пределах 150 мкС – 25 мС или если не пришел отраженный сигнал (нет препятствия в зоне действия датчика), то длительность будет 38 мС.
Расстояние до объекта можно вычислить по формуле: длительность импульса высокого уровня на выходе «Echo» в микросекундах / 58 = сантиметры до объекта.
Также, расстояние равно длительности импульса на выходе «Echo» в микросекундах, умноженной на скорость звука в воздухе (340 м/С), деленной на 2.
Временная диаграмма:
Диаграмма направленности:
Технические характеристики “HC-SR04”:
- Напряжение питания постоянного тока, В: 5
- Потребляемый ток (в покое), мА: < 2
- Потребляемый ток (рабочий), мА: 15
- Эффективный угол работы: < 15°
- Дальность измерения, см: 2-400
- Разрешение: 0,3 см
- Рабочая частота, кГц: 40
- Размеры модуля, мм: 45*20*15
Подключение датчика “HC-SR04”:
- VCC – “+” питания
- Trig – вход для запуска процесса измерения (для этого надо подать на этот вход импульс высокого уровня (TTL) длительностью 10 мкс)
- Echo – выход на котором после запуска процесса измерения и возврата отраженного ультразвукового сигнала от объекта, будет импульс высокого уровня (TTL), ширина которого прямо пропорциональна расстоянию до объекта.
- GND – общий
Сенсор можно использовать совместно с Arduino.