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。