HC-SR04/SRF-04 ultrahang távolságmérő [4.5m/0.3cm]

Leírás

A HC-SR04/SRF-04 ultrahang távolságmérő [4.5m/0.3cm] érintésmentes távolságméréshez használható, amikor a vezérlőnek nem egyszerűen azt kell eldöntenie, hogy van-e előtte tárgy, hanem annak hozzávetőleges távolságára is szüksége van. Robotok akadályérzékelésénél, közeledés érzékelésénél és mikrovezérlős mérési feladatoknál jól használható a külön Trigger és Echo vezetékkel kialakított interfész.

A modul 5 V DC tápellátást használ. A mérési tartomány 3-450 cm, az érzékelési szög 15 fok alatti, a megadott pontosság körülbelül 0,3 cm. A vezérlő legalább 10 us hosszú TTL impulzussal indítja a mérést a Trigger bemeneten, a visszaérkező Echo jel időtartamából pedig kiszámítható a tárgy távolsága.

Arduino UNO és más 5 V logikájú vezérlő mellett egyszerű a csatlakoztatás. 3.3 V-os GPIO-val dolgozó ESP8266, ESP32 vagy Raspberry Pi esetén az Echo jel szintillesztése szükséges. Ez nem szoftveres kérdés, hanem a vezérlő bemenetének villamos védelme miatt lényeges.

Az ultrahangos mérés nem minden felületnél viselkedik egyformán. A mérőirányhoz képest ferdén álló, puha vagy erősen hangelnyelő tárgy kevesebb visszavert jelet adhat, ezért a mechanikai elhelyezés ugyanannyira része a mérőrendszernek, mint maga a program.

Hol van a helye?

A HC-SR04/SRF-04 ultrahang távolságmérő [4.5m/0.3cm] a mikrovezérlő és a megfigyelt környezet közé kerül. Nem önálló kijelzős műszer: a Trigger jelet a vezérlő állítja elő, az Echo jelet pedig ugyanaz a vezérlő méri és dolgozza fel.

Mi ez egy mondatban? A HC-SR04/SRF-04 ultrahang távolságmérő [4.5m/0.3cm] egy 5 V-os, Trigger-Echo interfészű ultrahangos távolságérzékelő 3-450 cm-es mérési tartományhoz.

Így működik a gyakorlatban

A mérési ciklust a Trigger bemenetre adott, legalább 10 us hosszú impulzus indítja. A szenzor ultrahangot bocsát ki, majd figyeli a tárgyról visszaérkező jelet. Az Echo kimenet impulzushossza a hang oda-vissza terjedési idejét hordozza.

A mikrovezérlő ezt az időt méri. Mivel a hang a szenzortól a tárgyig, majd onnan vissza is megteszi az utat, a program a teljes útból számítja ki az egyirányú távolságot.

A modul négy villamos csatlakozást használ: VCC, Trigger, Echo és GND. A vezérlő és a szenzor földpontjának közösnek kell lennie.

Tipikus helyzetek, ahol használható

• Mobil roboton akadály távolságának érzékelésére használható.
• Parkolási vagy megközelítési kísérletekben a tárgy és a szenzor közötti távolság mérhető vele.
• Oktatási projektekben jól szemlélteti az időmérésen alapuló távolságmeghatározást.
• Érintésmentes közeledésérzékelésnél távolsági küszöbérték alapján indítható vele egy vezérlési művelet.
• Szervóra szerelve pásztázó akadályérzékelő készíthető belőle, ha a mechanikai rögzítés és a mérési ciklus megfelelően van kialakítva.
• Prototípus automatizálási feladatban használható, amikor egy tárgy pozícióját néhány centimétertől több méterig kell követni.

Mire kell figyelni beüzemeléskor?

Ezt nézd meg, mielőtt döntesz

A legfontosabb választási adat a 5 V-os tápellátás és a Trigger-Echo interfész. Ha 5 V logikájú Arduino rendszerbe kerül, az illesztés egyszerűbb. 3.3 V GPIO esetén az Echo jelhez külön szintillesztés szükséges.

A 3-450 cm-es tartomány akkor használható ki, ha a mérendő tárgy megfelelő ultrahang-visszaverő felületet ad és az érzékelő irányában helyezkedik el. A 15 fok alatti érzékelési szög miatt ez nem széles területet egyszerre figyelő jelenlét-érzékelő.

Amikor nem ez lesz a jó megoldás

• Ha igazolt vízálló vagy IP-védett érzékelő szükséges, más típust kell választani, mert ennél a terméknél ilyen védettségi adat nincs megadva.
• Ha a mérési feladat 3 cm-nél kisebb távolságról indul, ez a változat nem fedi le a szükséges tartományt.
• Ha a rendszer kizárólag 3.3 V-os jeleket fogadhat és külön szintillesztő áramkör nem fér bele, más interfészű vagy 3.3 V kompatibilis szenzor szükséges.
• Ha a mérendő tárgy puha, erősen hangelnyelő vagy a szenzorhoz képest kedvezőtlen szögben áll, az ultrahangos mérési elv korlátja meghatározóvá válhat.
• Ha több ultrahangos érzékelőnek egyszerre kell mérnie ugyanabban a térben, az egymás közötti akusztikai zavarás miatt külön mérési ütemezés szükséges.

Egy részlet, amin sok múlhat

3.3 V-os vezérlőnél nem a Trigger vonal szokta okozni a kellemetlen meglepetést, hanem az Echo. Az 5 V-os érzékelő visszatérő jelét feszültségosztóval vagy megfelelő logikai szintillesztővel kell a vezérlő bemeneti tartományára csökkenteni.

Mechanikailag is számít néhány fok eltérés. Egy sík tárgy, amely a szenzor tengelyére közel merőlegesen áll, sokkal használhatóbb visszhangot ad, mint ugyanaz a felület ferdén elfordítva.

Műszaki jellemzők

Dokumentáció

• NewPing eljáráskönyvtár (Arduino)

Csomag

• 1x HC-SR04 / SRF-04 ultrahang távolságmérő [4.5m/0.3cm] modul