HC-SR04超声波测距模块引脚图_规格参数_工作原理

HC-SR04超声波测距模块传感器包括一个发射器和一个接收器，该传感器用于找出与目标的距离。其中，传输和接收波所花费的时间将决定传感器与物体之间的距离。

HC-SR04传感器通过非接触声波技术工作。通过使用该传感器，可以在不损坏的情况下测量目标所需的距离，并提供准确的细节，其可用范围在2cm到400cm之间。

基本概念

HC-SR04是一种超声波传感器模块，它使用声纳来找出物体与传感器的距离，提供了一系列出色的非接触式检测，具有高精度和稳定的读数。该传感器模块包括两个模块，如超声波发射器和接收器。

HC-SR04传感器用于各种应用，例如方向和速度测量、防盗警报、医疗、声纳、加湿器、无线充电、无损检测和超声检查。

引脚配置

HC-SR04传感器包括四个引脚，其引脚配置如下图所示：

• Pin1 (Vcc)：此引脚为传感器提供+5V电源。
• Pin2（Trigger）：这是一个输入引脚，用于通过将此引脚保持高电平10us来发射超声波来初始化测量。
• Pin3（Echo）：这是一个输出引脚，在特定时间段内变高，相当于波返回传感器的持续时间。
• Pin4（GND）：这是一个接地引脚，用于连接到系统的GND。

功能特性

HC-SR04传感器的功能特点主要包括以下几方面内容：

• 该传感器使用的电源为+5V DC
  
• 尺寸为45mmx20mmx15mm
• 用于此传感器的静态电流<2mA
• 触发器输入脉冲宽度为10uS
• 工作电流为15mA
• 测量角度为30度
• 距离范围为2cm至800cm
• 分辨率为0.3厘米
• 有效角度<15°
• 工作频率范围为40Hz
• 精度为3mm

HC-SR04超声波传感器等效的型号为JSN-SR04T。

工作原理

HC-SR04超声波传感器带有四个引脚，即Vcc引脚、触发引脚、回波引脚和接地引脚。该传感器用于测量目标与传感器之间的准确距离，主要作用于声波。

当为该模块供电时，它会产生声波在空中传播以击中所需的物体。这些波触碰物体并从物体返回，然后由接收器模块收集。

其中，距离和时间都成正比，因为距离越远所花费的时间就越长。如果触发引脚保持高电平10µs，则会产生以声速传播的超声波。因此它会创建八个周期的声波脉冲，这些声波脉冲将收集在回波引脚中。该超声波传感器与Arduino连接以测量传感器与物体之间的必要距离。可以使用以下公式计算距离：

s=(vxt)/2

其中“s”是所需的距离、'v'是声音的速度、't'是声波撞击物体后返回所需的时间。实际距离可以通过将其值除以2来计算，因为波一旦传播并从传感器返回，时间将是两倍。

时序图

HC-SR04传感器模块的时序图如下所示：

带Arduino板的HC-SR04超声波传感器

这里以使用Arduino开发板的HC-SR04超声波传感器为例。该传感器与Arduino板连接，如下图所示：

上述电路所需元器件主要包括Arduino UNO板、HC-SR04超声波传感器模块、面包板、跳线。该项目的连接非常简单，步骤如下：

• 传感器的VCC引脚连接到Arduino的5V电源；
• 传感器的Trig引脚连接到Arduino中的引脚11；
• 传感器的Echo引脚连接到Arduino中的引脚12；
• 传感器的GND引脚连接到Arduino中的GND引脚。

通过将HC-SR04传感器与不同类型的Arduino板接口，可以实现精确距离的测量。

首先，给传感器供电打开并将此传感器的GND引脚连接到Arduino板的GND引脚。当通过传感器的电流低于15mA 时，传感器模块可以使用Arduino板的电源供电，所以Arduino电流额定值不会影响传感器。

一旦设置好主要布置，然后将传感器Trig和Echo两个引脚连接到Arduino板的输入/输出引脚。正如之前所说的，传感器中的Trig引脚必须在开始时保持10us，以便启动测量方法。因此，该传感器模块每秒从声源产生频率为40,000赫兹左右的声波。

当声波返回时，Echo引脚将激活，直到接收器接收到这些波。时间将在Arduino板的帮助下测量。

主要应用

HC-SR04传感器的应用主要包括以下几方面内容：

• 用于测量速度以及两个物体之间的方向。
• 用于无线充电。
• 医学超声。
• 用于检测物体并使用机器人避开障碍物，例如双足，寻路，避障等。
• 深度测量。
• 用于通过旋转传感器来绘制传感器附近的物体。
• 非破坏性测试。
• 通过使用这种传感器的坑深度，可以通过在水中传输波来测量井。
• 嵌入式系统。
• 防盗警报器。

总结

以上就是关于HC-SR04超声波传感器测距模块的相关基础内容。不难发现，该传感器使用声纳来测量传感器与物体之间的距离。发射器发出高频声音信号。一旦信号发现了一个物体，它就会反射回发射器的回波针，信号传输和接收所花费的时间使我们能够确定到物体的距离。