O que é o sensor ultrassônico HC-SR04: Funcionamento e suas aplicações

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O HC-SR04 sensor ultrasônico inclui um transmissor e um receptor. Este sensor é usado para descobrir a distância da objetiva. Aqui, a quantidade de tempo necessário para transmitir e receber as ondas decidirá a distância entre o sensor e um objeto. Este sensor usa ondas sonoras usando tecnologia sem contato. Ao usar este sensor, a distância necessária para o alvo pode ser medida sem danos e fornece detalhes precisos. A faixa deste sensor está disponível entre 2cms a 400cms.

O que é o Sensor Ultrassônico HC-SR04?

O HC-SR04 é um tipo de sensor ultrassônico que usa sonar para descobrir a distância do objeto ao sensor. Ele oferece uma excelente faixa de detecção sem contato com alta precisão e leituras estáveis. Inclui dois módulos, como transmissor e receptor ultrassônico. Este sensor é usado em uma variedade de aplicações, como medição de direção e velocidade, alarmes contra roubo, médicos, sonar, umidificadores, carregamento sem fio, testes não destrutivos e ultrassonografia.




HCSR04-ultrasonic-sensor

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Configuração do pino do sensor ultrassônico HC-SR04

Este sensor inclui quatro pinos e a configuração dos pinos deste sensor é discutida abaixo.



  • Pino 1 (Vcc): Este pino fornece uma fonte de alimentação de + 5 V para o sensor.
  • Pin2 (Trigger): Este é um pino de entrada, usado para inicializar a medição transmitindo ondas ultrassônicas mantendo este pino alto por 10us.
  • Pin3 (Eco): Este é um pino de saída, que fica alto por um determinado período de tempo e será equivalente à duração do tempo para a onda retornar ao sensor.
  • Pino 4 (terra): este é um pino GND usado para conectar ao GND do sistema.

Características

O características do sensor HC-SR04 inclui o seguinte

  • O fonte de energia usado para este sensor é + 5V DC
  • A dimensão é 45 mm x 20 mm x 15 mm
  • A corrente quiescente usada para este sensor é<2mA
  • A largura do pulso de entrada do gatilho é 10uS
  • A corrente operacional é 15mA
  • O ângulo de medição é de 30 graus
  • O intervalo de distância é de 2 cm a 800 cm
  • A resolução é 0,3 cm
  • Ângulo Efetivo é<15°
  • A faixa de frequência operacional é 40 Hz
  • A precisão é de 3 mm

HC-SR04 Sensor Ultrassônico Funcionando

O sensor ultrassônico HC-SR04 vem com quatro pinos: pino Vcc, pino de gatilho, pino de eco e pino de aterramento. Este sensor é usado para medir a distância precisa entre o alvo e o sensor. Este sensor funciona principalmente nas ondas sonoras.

Quando a fonte de alimentação é fornecida a este módulo, ele gera as ondas sonoras para viajar pelo ar para atingir o objeto necessário. Essas ondas atingem e voltam do objeto, depois são coletadas pelo módulo receptor.


Aqui, tanto a distância quanto o tempo gasto são diretamente proporcionais, porque o tempo gasto para mais distância é alto. Se o pino do gatilho for mantido alto por 10 µs, as ondas ultrassônicas serão geradas, as quais viajarão na velocidade do som. Portanto, ele cria oito ciclos de explosão sônica que serão reunidos no pino de eco. Este sensor ultrassônico faz interface com o Arduino para medir a distância necessária entre o sensor e o objeto. A distância pode ser calculada usando a seguinte fórmula.

S = (V x t) / 2

Onde o 'S' é a distância necessária

‘V’ é a velocidade do som

'T' é o tempo necessário para que as ondas sonoras retornem após atingir o objeto.

A distância real pode ser calculada dividindo seu valor por 2, pois o tempo será o dobro, uma vez que as ondas viajam e voltam do sensor.

Sensor Ultrassônico HC-SR04 com Placa Arduino

Aqui estamos dando um exemplo para o sensor ultrassônico HC-SR04 usando a placa Arduino . Este sensor tem interface com uma placa Arduino.

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sensor ultrassônico com placa Arduino

Os componentes necessários deste projeto incluem principalmente a placa Arduino UNO , Sensor ultrassônico HC-SR04, placa de ensaio e fios de jumper. As conexões deste projeto são muito simples como as seguintes.

  • O pino VCC do sensor é conectado a 5V do Arduino
  • O pino Trig do sensor é conectado ao pino 11 no Arduino
  • O pino Echo do sensor é conectado ao pino 12 no Arduino
  • O pino GND do sensor é conectado ao pino GND no Arduino

Trabalhando

A medição da distância precisa pode ser alcançada através da interface do sensor HC-SR04 com diferentes tipos de placas Arduino .

Em primeiro lugar, forneça a fonte de alimentação para o sensor ligar e conectar o pino GND deste sensor ao pino GND da placa Arduino. E o módulo do sensor pode ser alimentado com a fonte de tensão da placa Arduino quando a corrente que é consumida pelo sensor está abaixo de 15 mA. Portanto, as classificações atuais do Arduino não afetarão o sensor.

Uma vez que o arranjo primário é configurado, conecte ambos os pinos de sensores como Trig & Echo aos pinos de entrada / saída da placa Arduino. Como discutimos anteriormente, o pino Trig no sensor deve ser mantido 10us no início para iniciar o método de medição. Portanto, este módulo sensor irá gerar ondas sonoras na frequência de 40.000 Hz a cada segundo da fonte.

Quando as ondas sonoras retornam, o pino Echo será ativado até que essas ondas sejam obtidas pelo receptor. O tempo será medido com o auxílio de uma placa Arduino.

Formulários

O aplicações do sensor HC-SR04 inclui o seguinte,

  • Este sensor é usado para medir a velocidade, bem como a direção entre dois objetos
  • É usado no carregamento sem fio
  • Ultrassonografia médica
  • Isso é usado para detectar objetos e evitar obstáculos usando robôs como bípedes, pathfinding, evasão de obstáculo etc.
  • Medição de profundidade
  • Umidificadores
  • Este sensor é usado para traçar os objetos próximos ao sensor girando-o
  • Teste não destrutivo
  • Usando este sensor de profundidade de poços, os poços podem ser medidos pela transmissão das ondas através da água.
  • Sistema embutido
  • Alarmes contra roubo

Portanto, isso é tudo sobre o HC-SR04 sensor ultrasônico . A partir das informações acima, finalmente, podemos concluir que este sensor usa sonar para medir a distância entre o sensor e o objeto. O transmissor envia um sinal de som de alta frequência. Uma vez que o sinal descobre um objeto, ele reflete de volta para o pino de eco do transmissor. O tempo necessário para a transmissão do sinal, bem como para a recepção, permite-nos determinar a distância a um objeto. Aqui está uma pergunta para você, quais são os mesmos sensores de determinação de distância?