超音波距離センサの仕組み[HC-SR04とラズパイの場合]

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超音波距離センサは、計測対象物に超音波を発信して、その反射波を受信するまでの時間から、センサと対象物との距離を計算・検出するセンサです。
この記事では超音波距離センサHC-SR04とRaspberryPiを使って、超音波距離センサの距離検出の仕組みを紹介します。
記事の最後にRaspberryPiでHC-SR04を動かすサンプルコードも掲載します。

超音波距離センサの仕組み

超音波距離センサの仕組みは、超音波を計測対象に発射し、反射が返ってくるまでに要した時間と、音の進むスピードから距離を計算し求めるものです。距離測定の手順を示します。

①パルス発射・計測開始

②パルス伝搬中

②パルス伝搬中

③反射パルス到着・記録終了

④距離計算

実際に距離を測定してみる

以降はラズパイを使ってセンサ使って距離を測定します。

必要なもの

  • RaspberryPi2
  • ジャンパワイヤ(メス—メス)×4本
  • 超音波距離センサHC-SR04×1個

HC-SR04の仕様

測距範囲 2~400cm(15度の範囲、分解能:0.3cm)
電源電圧 DC 5.0V
動作電流 15mA
動作周波数 40kHz
トリガ信号 10μS(TTLレベルのパルス波)
エコー出力信号 反射(往復)時間
サイズ 45×20×15mm

※通電時の接続はGND端子から行ってください。

配線

HC-SR04(gnd)—GPIO6番ピン(GND)

HC-SR04(trig)—GPIO21番ピン

HC-SR04(echo)—GPIO20番ピン

HC-SR04(vcc)—GPIO4番ピン(5V)

コード

参考

超音波距離センサ(HC-SR04)を使う|Make.

超音波センサーってなに?仕組みとアプリケーション例から学ぼう!|富士エレクトロニクス株式会社

超音波距離センサー HC-SR04|秋月電子通商

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