HC-SR04 Ultraschallsensor – Anleitung und Pinout

Der HC-SR04 Ultraschallsensor (umgangssprachlich auch Abstands- oder Entfernungsmesser genannt) wird in vielen interessanten Arduino Projekten zur Abstandsmessung eingesetzt. Aus diesem Grund wird der Sensor und dessen Funktionsweise im aktuellen Beitrag näher vorgestellt und die technisches Details ausführlich erläutert.

HC-SR04 Ultraschallsensor

Das Ultraschallmodul HC-SR04 eignet sich zur Abstandsmessung im Bereich zwischen 2cm bis zu ca. 3m. Es besitzt eine Auflösung von 3mm und benötigt eine Versorgungsspannung von 5V bei einer Stromaufnahme von unter 2mA.

Technische Daten

Funktionsweise

Der Sensor sendet, ähnlich wie Fledermäuse oder Delfine, ein klickendes (nicht hörbares) Geräusch im Ultraschall-Bereich aus um anschließend die Verzögerung des Echos zu messen. Je größer die Distanz zum nächsten Objekt, desto später kommt das Echo-Signal zurück.

Bei der Messung sollte darauf geachtet werden, dass sich keine anderen Gegenstände im Sendekegel von 15° befinden.

Des weiteren spielt auch die Umgebungstemperatur bei der Messung eine wichtige Rolle, da die Ausbreitungsgeschwindigkeit abhängig von der Luft-Temperatur ist. Bei einer 20° Temperaturdifferent kann ein Messfehler von bis zu 3,4% entstehen. Dies sollte bei Projekten im Outdoor-Bereich beachtet werden.

Weitere technische Details und Erklärungen können in diesem Dokument von KT-Elektronic nachgelesen werden.

Nach Triggerung mit einer fallenden Flanke am Trigger-Anschluss misst das Modul selbstständig die Entfernung und wandelt diese in ein Rechteck-Signal welches am Echo-Ausgang zur Verfügung steht. Ein Messintervall hat eine Dauer von 20ms. Es können also 50 Messungen pro Sekunde durchgeführt werden

HC-SR04 Pinout

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• HC-SR04 ultrasonic sensor can send eight 40 kHz and detect whether there is any pulse signal back.If it back, a high level signal will be outputed by IO, and the duration of the signal is the time from sending ultrasonic to returning
• HC-SR04 Test Distance: high level time velocity of sound (340M/S) /2
• Equipped with anti-reverse pin socket – making the wiring much tighter and convenient; 4-pin anti-reverse cable also included.

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Aufbau und Arduino Sketch

Versuchsaufbau

Arduino Sketch

// Entfernungsmessung mit Hilfe des HC-SR04 Ultraschallsensors
// https://iotspace.dev/hc-sr04-ultraschallsensor-anleitung-und-pinout
 
int trigPin = 9;     // Trigger
int echoPin = 10;    // Echo
long duration, distance;
 
void setup() {
  Serial.begin (9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}
 
void loop() {
  // Sensor initialisieren
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  pinMode(echoPin, INPUT);

  // Berechnung
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration/2) / 29.1;

  //Ausgabe
  Serial.print(distance);
  Serial.print(" cm");
  Serial.println("");
  
  delay(500);
}

Schlusswort

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