HC-SR04：最著名的超声波传感器完整指南

HC-SR04 是最流行的超声波传感器之一的名称。它用于通过发射来测量距离 高频声波。在这篇文章中，我们解释了其操作的所有细节。

这是找到的模型 出现在通过开源电子平台 Arduino 创建的众多项目中。它的成功有很多原因：能耗低（这就是为什么它是电池供电设备的完美传感器）、易于互连且相对便宜。

超声波传感器的工作原理

要了解HC-SR04传感器的工作原理，您必须首先了解 什么是超声波传感器 （也称为超声波传感器）。这些是接近探测器，能够探测不同距离的物体。

基本上，传感器的作用是发出声音并测量发出的信号撞击物体并返回所需的时间。用技术术语来说，发射的波称为“触发”，而反射的波称为“回声”。

这允许您执行 具有非常高精确度的距离计算。 这样，像 HC-SR04 这样的传感器就可以检测不同形状的物体，无论是固体还是液体。

超声波传感器非凡的精确度在很大程度上归功于 学习功能 他们通常合并。必须指出的是，这种类型的传感器仅在存在空气的环境中提供可靠的结果。 他们不能在真空中工作，因为声音需要介质来传播。

这些传感器的弱点之一是它们无法针对 盲区，即探测器敏感部分与最小量程之间的距离。 

为什么我们听不到超声波？ El 人耳 它只能检测每秒振动约 20 次至 20.000 次的声波。然而，超声波的频率超过 20 Hz，这使得我们完全听不到它们。

HC-SR04 硬件详情

HC-SR04超声波距离传感器 它由两个超声波换能器组成。其中第一个充当发射器，第二个充当接收器。他 发送装置 将电信号转换为 40 kHz 超声波脉冲。就他而言， 接收装置 它“监听”发射的脉冲并生成输出脉冲，其宽度与信号反射的物体的距离成正比。

该器件有四个引脚：

• VCC，为 HC-SR04 超声波传感器（在一个 Arduino的，可连接至5V输出）。
• 触发 (触发端口 或触发器），发射超声波脉冲。
• 回音。该引脚保持高电平，直到传感器收到回波，然后变低。
• GND 或接地引脚。

该传感器提供 在 2 厘米至 40 米范围内具有高度可靠性。 我们讨论的误差范围最大为 3 毫米。事实是，这一点也不坏。

当距离较远时，其精度逐渐下降，而当距离小于2厘米时，就会出现我们之前提到的盲区问题。在高温或湿度过高的环境条件下，精度也可能较低。

另一个有趣的特点是，当使用 5V 电压运行时， 可以毫无问题地直接连接到 Arduino 或任何其他类似的逻辑微控制器。同样从这个意义上讲，必须欣赏其紧凑的尺寸：45 x 20 x 15 毫米。

操作及距离计算

这就是 HC-SR04 超声波传感器的工作原理，解释得很简单：

1. 发射器或触发器 以 40 kHz 发射八个脉冲的超声波突发 （有八个可以更轻松地将传输的脉冲与环境噪声区分开来）。
2. 播出后， echo 引脚转到高位置 启动回声信号。
3. 当 反射信号 返回时，回声引脚变低。*

(*) 如果信号在传感器范围内没有遇到任何障碍物，则不会收到回波。

HC-SR04 控制模块能够根据信号发射及其回波生成的数据计算距离。其实，很简单 应用一个简单的物理公式 我们都在学校里接受过教育（见上图）。

结论

HC-SR04超声波传感器是 是基于 Arduino 的距离测量和物体检测项目的绝佳选择。它的最大优点是操作简单但有效（只要我们谈论的是短距离），以及它的价格（大约 10-12 欧元）。