步驟1：零件清單

只需要很少的部件：

1只有HC-SR04超聲波模塊或類似的

1只有Arduino Uno R3

4只有Arduino male-女性跳線

第2步：接線圖

完成此項(xiàng)目只需要四條線。

接線圖顯示在photo1中。

步驟3：理論

HC-SR04超聲波測距儀模塊（照片1）提供2cm-400cm范圍內(nèi)的非接觸式測量。精度通常為+/- 3mm，具體取決于距離，氣溫和濕度。

為獲得最高精度，目標(biāo)區(qū)域應(yīng)至少為0.5平方米。當(dāng)換能器直接指向目標(biāo)時(shí)獲得最佳結(jié)果。但是，可以在+/- 15度的假想“錐形”內(nèi)使用可用的結(jié)果。

將HC-SR04連接到Arduino非常簡單，因?yàn)槌藘蓚€(gè)電源引腳外，只有兩根電線，“Trig”（觸發(fā)器）和“Echo”是必需的。

必須將10uS（微秒）觸發(fā)脈沖施加到“Trig”引腳以開始每次測量。

接收到觸發(fā)脈沖后，模塊以40kHz（千赫茲）的頻率發(fā)出8個(gè)周期的“脈沖串”，然后“Echo”線變?yōu)楦唠娖?。觸發(fā)脈沖和“Echo”引腳的上升沿之間有一個(gè)短的430uS間隔，在此期間，在超聲波脈沖發(fā)生之前，發(fā)射器電路中會產(chǎn)生高能量+/- 10伏電荷。

收到回波信號時(shí)，“Echo”引腳降至LOW，或者先取210mS。

［注意：

如果阻止超聲波信號（我使用過在換能器上卷起襪子，您將觀察到3550cm的距離讀數(shù)，該讀數(shù)超出傳感器范圍約400cm。

超過400厘米時(shí)，距離讀數(shù)會突然跳到3550厘米。原因如下：

在正常操作中，measure（）函數(shù)在小于25mS（423cm）內(nèi)完成其測量，然后再等待25mS，直到任務(wù)調(diào)度程序接下來將TaskFlag1設(shè)置為“TRUE”。

如果沒有收到回聲，任務(wù)調(diào)度程序?qū)⒗^續(xù)每隔50mS將TaskFlag1設(shè)置為“TRUE”，直到HC-SR04在210mS后超時(shí)并且Echo引腳降低。 HC-SR04忽略由measure（）函數(shù)產(chǎn)生的所有10uS啟動脈沖。

210mS的超時(shí)值對應(yīng)3550cm的距離。..因此距離突然跳躍閱讀。

重點(diǎn)是所有距離讀數(shù)都小于400厘米是正確的。 ］

典型波形

照片2，3，4中顯示了5cm，10cm，20cm和200cm距離的波形，以及5.

每張照片中的頂部曲線是“Trig”引腳。..。..每張照片中的下部曲線是“Echo”引腳。

每個(gè)“Echo”脈沖的持續(xù)時(shí)間可以通過將跡線長度乘以每張照片右下角顯示的“uS/div”值來計(jì)算。

計(jì)算距離

可以從公式計(jì)算出精確距離：

距離（cm）=脈沖長度*聲速/2 * 100 。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。.（1）

這假設(shè)“聲速”為340m/S，并且回波距離是實(shí)際距離的兩倍。

也可以計(jì)算距離使用公式：

距離（cm）=脈沖長度（uS）/59 。..。..。..。..。..。..。..。. 。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。..。. 。..。（2）

通過調(diào)整常數(shù)值59可以得到確切的距離。

［注意：

常數(shù)的59值推導(dǎo)如下：

聲速約為340m/S，為0.034cm/uS（厘米/微秒） nd）。

0.034cm/uS的倒數(shù)是29.412uS/cm，當(dāng)乘以2以允許返回路徑時(shí)，倒圓時(shí)等于58.824或59。 ］

示例1：

將脈沖長度2400uS代入等式（ 1）我們得到：

距離= 2400/1000000 * 340/2 * 100 = 40.8cm

示例2：

將脈沖長度2400uS代入等式（2）得到：

距離= 2400/59 = 40.7cm

步驟4：代碼

代碼包含一個(gè)“measure（）”函數(shù)，使用instructable https：//www中描述的任務(wù)調(diào)度程序每50mS調(diào)用一次。 instructables.com/id/Multi-task-Your-。..

measure（）函數(shù)包含以下代碼：

// ----- generate 10uS start pulse

digitalWrite（Trig，HIGH）;

delayMicroseconds（10）;

digitalWrite（Trig，LOW）;

// ----- measure the distance

while （！digitalRead（Echo））; //wait for Echo pin to go high

start_time = micros（）;

while （digitalRead（Echo））; //wait for Echo pin to go low

finish_time = micros（）;

time_taken = finish_time - start_time;

Distance = （（float）time_taken）/59;

完整代碼“Ultrasonic_range_finder將此文本文件的內(nèi)容復(fù)制到Arduino草圖中，將其保存為“Ultrasonic_range_finder”（不帶引號），然后編譯并上傳到Arduino。

步驟5：測量距離

要查看距離讀數(shù)，請單擊“工具|串行監(jiān)視器”并將速度設(shè)置為115200波特。

可以通過沿標(biāo)尺放置物體然后調(diào)整“距離”的常數(shù)“59”值來校準(zhǔn)距離讀數(shù)，直到顯示精確讀數(shù)。