Ultraschallsensor HC-SR04

Ultraschallsensor HC-SR04

Mit dem Ultraschallsensor HC-SR04 können Sie Distanzen zwischen ca. 2 Zentimetern und 5 Metern (mit einer Genauigkeit von ca 3 mm) ganz einfach per Ultraschall messen. Zur Programmierung wird eine Mikrocontrollerplattform z. B. Arduino, empfohlen, um die vom Ultraschallsensor gemessenen Daten auswerten zu können. Nach dem Triggern mit einer fallenden Flanke (TTL-Pegel) misst das Modul selbstständig die Entfernung mit einer Messzeit von 20 ms pro Intervall. Pro Intervall wird ein hochfrequenter Schallimpuls ausgesendet, der reflektierte Schallimpuls aufgefangen und aus der vergangenen Zeit zwischen Senden und Empfangen die Entfernung berechnet.

Der Ultraschallsensor wandelt das Messergebnis in ein PWM Signal um, welches am Ausgangs Pin des Ultraschallsensor-Moduls ausgelesen werden kann. So lassen sich bis zu 50 Messungen pro Sekunde durchgeführt werden.

Pinbelegung Ultraschallsensor HC-SR04

Das Modul verfügt über insgesamt 4 Anschlüsse

• VCC: Spannungsversorgung 5V über den Mikrocontroller
• Trig: Triggereingang, TTL-Pegel
• Echo: Ausgang Messergebnis, TTL-Pegel
• GND: Masseanschluss

Einsatzgebiete des HC-SR04

Anwendung für den Ultraschallsensor HC-SR04 findet man bei

• Hinderniserkennung
• Abstandsmessung
• Füllstandanzeige
• Heimautomatisierung

Ultraschallsensoren werden häufig bei autonom fahrenden Robotern verwendet, wo Sie für das erkennen von Hindernissen und Vermeidung von Kollisionen zuständig sind. Ultraschallsensoren lassen sich aber auch als Bewegungsmelder verwendet und können im eigenen Heim zum Anschalten von Lampen verwendet werden.

Ein weiterer Anwendungsfall für den HC-SR04 wäre der Einsatz als Schranke in einem Alarmsystem. In Kombination mit einem Funkmodul könnte jederzeit eine Benachrichtigung auf das Smartphone gesendet werden, sobald der Ultraschallsensor eine Änderung der gemessenen Distanz erkennt.

Anwendung des Ultraschallsensor HC-SR04

Probleme bei der Messung

Beim Einsatz des HC-SR04 sollte beachtet werden, dass weiche Materialien wie Watte oder Textilien den Schallimpuls fast vollständig absorbieren können, wodurch keine genau Messung gewährleistet werden kann.

Der Einsatz in zu kleinen Räumen kann die Messwerte ebenfalls verfälschen, da es zu mehreren Umlenkungen des Schallimpulses kommen kann. Der Einsatz bei Schnee oder Regen stellt jedoch kein Problem da, sofern der Ultraschallsensor vor Feuchtigkeit geschützt ist.

Berechnung der Entfernung

Der Echo-Pin des HC-SR04 sendet nach der Messung ein HIGH Signal. Die Dauer des HIGH-Pegels bestimmt die Entfernung nach folgender Formel:

Entfernung = ((Dauer_High_Pegel)*(Sonic: 340m/s))/2