Ультразвуковой датчик расстояния
Меряет расстояние до препятствия от 2 см до 4 м по времени, за которое ультразвук долетает до цели и возвращается. Два сигнальных провода, никаких библиотек.
Датчик по сигналу TRIG (импульс 10 мкс) излучает пачку ультразвука на 40 кГц и выставляет высокий уровень на ECHO, пока эхо не вернётся. Длительность импульса на ECHO пропорциональна расстоянию: звук проходит путь туда и обратно, поэтому расстояние в сантиметрах = длительность в микросекундах / 58.
В скетче это три строки: импульс на TRIG, pulseIn(ECHO, HIGH) и деление.
| Вывод | Назначение |
|---|---|
| ECHO | выход: длительность высокого уровня — время полёта звука |
| TRIG | вход запуска: импульс 10 мкс начинает измерение |
| VCC | питание 5 В |
| GND | общий провод |
| HC-SR04 | ESP32 |
|---|---|
| ECHO | GPIO18 |
| TRIG | GPIO5 |
| VCC | 3V3 |
| GND | GND |
Схема из примера «Ультразвук: измерение расстояния».
⚡ В примере «HC-SR04» питается от 3V3 — в симуляторе так проще, и модель это допускает. Настоящий модуль рассчитан на 5 В: подключайте VCC к VIN (5 В от USB) или к отдельному источнику 5 В с общей землёй.
const int TRIG = 5, ECHO = 18;
void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(TRIG, OUTPUT);
pinMode(ECHO, INPUT);
}
float measureCm() {
digitalWrite(TRIG, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TRIG, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG, LOW);
// Скорость звука 343 м/с = 0.0343 см/мкс, путь туда и обратно.
unsigned long us = pulseIn(ECHO, HIGH, 30000);
if (us == 0) return -1;
return us * 0.0343 / 2.0;
}
void loop() {
float cm = measureCm();
if (cm < 0) Serial.println("вне диапазона");
else Serial.printf("%.1f см\n", cm);
delay(300);
}
| HC-SR04 | Arduino Uno |
|---|---|
| ECHO | D7 |
| TRIG | D6 |
| VCC | 5V |
| GND | GND |
Схема из примера «Arduino Uno: дальномер HC-SR04».
// Дальномер: импульс туда, время обратно.
//
// Работает он буквально как эхолот. На TRIG подаётся импульс в 10
// микросекунд, датчик пищит ультразвуком, а на ECHO держит высокий
// уровень ровно столько, сколько звук летел туда и обратно.
//
// Дальше — арифметика. Звук идёт примерно 343 метра в секунду, то есть
// 29 микросекунд на сантиметр. Путь двойной, поэтому делим ещё на два:
//
// расстояние = время / 29 / 2
//
// Библиотека здесь не нужна: весь датчик — это два вывода и pulseIn.
// Заодно видно, чем он занят, а не только результат.
//
// Таймаут в pulseIn обязателен. Без него функция ждёт ответа вечно, и
// отвалившийся провод превращается в зависшую плату. 30 миллисекунд —
// это примерно пять метров, дальше датчик всё равно не видит.
//
// Крутите ползунок расстояния на детали.
const int TRIG = 6;
const int ECHO = 7;
void setup() {
pinMode(TRIG, OUTPUT);
pinMode(ECHO, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
digitalWrite(TRIG, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TRIG, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG, LOW);
unsigned long us = pulseIn(ECHO, HIGH, 30000UL);
if (us == 0) {
Serial.println(F("нет ответа: слишком далеко или провод отошёл"));
} else {
float cm = us / 29.0 / 2.0;
Serial.print("cm:");
Serial.println(cm, 1);
}
delay(200);
}
pulseIn без тайм-аута: если эха нет (цель дальше 4 м или мягкая), скетч ждёт секунду. Передавайте третий аргумент, например 30000 мкс.