HC-SR04 초음파 센서란? 작동 및 응용

HC-SR04 초음파 센서에는 송신기와 수신기가 포함됩니다. 이 센서는 대물렌즈로부터의 거리를 찾는 데 사용됩니다. 여기서 파동을 송수신하는 데 걸리는 시간이 센서와 물체 사이의 거리를 결정합니다. 이 센서는 비접촉 기술을 사용하여 음파를 사용합니다. 이 센서를 사용하여 표적에 필요한 거리를 손상 없이 측정할 수 있고 정확한 세부 정보를 제공합니다. 이 센서의 범위는 2cm ~ 400cm입니다.

HC-SR04 초음파 센서란 무엇입니까?

HC-SR04는 초음파 센서의 일종으로 소나를 사용하여 센서에서 물체까지의 거리를 알아냅니다. 높은 정확도와 안정적인 판독값으로 탁월한 비접촉 감지 범위를 제공합니다. 그것은 초음파 송신기 및 수신기와 같은 두 개의 모듈을 포함합니다. 이 센서는 방향 및 속도 측정, 도난 경보기, 의료, 음파 탐지기, 가습기, 무선 충전, 비파괴 검사 및 초음파 촬영과 같은 다양한 응용 분야에 사용됩니다.

HC-SR04 초음파 센서 핀 구성

이 센서에는 4개의 핀이 포함되어 있으며 이 센서의 핀 구성은 아래에 설명되어 있습니다.

<울>

핀1(Vcc):이 핀은 센서에 +5V 전원을 공급합니다.

Pin2(Trigger):10us 동안 이 핀을 높게 유지하여 초음파를 전송하여 측정을 초기화하는 데 사용되는 입력 핀입니다.

핀3(에코):특정 시간 동안 하이가 되는 출력 핀이며 웨이브가 원래 위치로 되돌아오는 시간과 동일합니다. 센서.

Pin4(접지):시스템의 GND에 연결하는 데 사용되는 GND 핀입니다.

기능

HC-SR04 센서의 기능 다음을 포함하십시오

<울>

이 센서에 사용되는 전원 공급 장치는 +5V DC입니다.

크기:45mm x 20mm x 15mm

이 센서에 사용되는 대기 전류는 <2mA

입니다.

트리거의 입력 펄스 폭은 10uS입니다.

작동 전류는 15mA입니다.

측정 각도는 30도입니다.

거리 범위는 2cm ~ 800cm입니다.

해상도는 0.3cm입니다.

유효 각도는 <15°입니다.

작동 주파수 범위는 40Hz입니다.

정확도는 3mm입니다.

HC-SR04 초음파 센서 작동

HC-SR04 초음파 센서는 Vcc 핀, 트리거 핀, 에코 핀 및 접지 핀의 4개 핀과 함께 제공됩니다. 이 센서는 대상과 센서 사이의 정확한 거리를 측정하는 데 사용됩니다. 이 센서는 주로 음파에서 작동합니다.

이 모듈에 전원이 공급되면 음파가 생성되어 공기 전체를 ​​이동하여 필요한 물체에 부딪힙니다. 이 파동은 물체에서 충돌하고 되돌아온 다음 수신기 모듈에 의해 수집됩니다.

여기서 더 많은 거리를 이동하는 데 걸리는 시간이 높기 때문에 걸린 시간과 거리가 정비례합니다. 트리거 핀이 10 µs 동안 높게 유지되면 음속으로 이동하는 초음파가 생성됩니다. 따라서 에코 핀 내에서 수집될 8개의 소닉 버스트 주기를 생성합니다. 이 초음파 센서는 Arduino와 인터페이스하여 센서와 물체 사이의 필요한 거리를 측정합니다. 거리는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

S =(V x t)/2

여기서 'S'는 필요한 거리입니다.

'V'는 소리의 속도입니다.

't'는 음파가 물체에 부딪힌 후 되돌아오는 데 걸리는 시간입니다.

파동이 이동하고 센서에서 돌아오면 시간이 두 배가 되기 때문에 실제 거리는 값을 2로 나누어 계산할 수 있습니다.

Arduino 보드가 있는 HC-SR04 초음파 센서

여기에서는 Arduino 보드를 사용하는 HC-SR04 초음파 센서의 예를 제공합니다. 이 센서는 Arduino 보드와 인터페이스됩니다.

이 프로젝트의 필수 구성 요소는 주로 Arduino UNO 보드, HC-SR04 초음파 센서, 브레드 보드 및 점퍼 와이어를 포함합니다. 이 프로젝트의 연결은 다음과 같이 매우 간단합니다.

<울>

센서의 VCC 핀은 Arduino의 5V에 연결됩니다.

센서의 Trig 핀은 Arduino의 11번 핀에 연결됩니다.

센서의 에코 핀은 Arduino의 12번 핀에 연결됩니다.

센서의 GND 핀은 Arduino의 GND 핀에 연결됩니다.

작업

HC-SR04 센서를 다양한 유형의 Arduino 보드와 인터페이스하여 정확한 거리를 측정할 수 있습니다.

먼저 센서에 전원을 공급하여 전원을 켜고 이 센서의 GND 핀을 Arduino 보드의 GND 핀에 연결합니다. 그리고 센서를 통해 끌어오는 전류가 15mA 미만일 때 아두이노 보드의 전압 공급으로 센서 모듈에 전원을 공급할 수 있습니다. 따라서 Arduino 전류 정격은 센서에 영향을 미치지 않습니다.

기본 배열이 설정되면 Trig &Echo와 같은 센서의 두 핀을 Arduino 보드의 입력/출력 핀에 연결합니다. 앞서 논의한 바와 같이 측정 방법을 시작하려면 센서의 Trig 핀을 처음에 10us로 유지해야 합니다. 따라서 이 센서 모듈은 소스에서 1초마다 40,000Hz 주파수의 음파를 생성합니다.

음파가 다시 돌아오면 수신기가 이 파동을 얻을 때까지 에코 핀이 활성화됩니다. 시간은 Arduino 보드의 도움으로 측정됩니다.

응용 프로그램

HC-SR04 센서의 응용 다음을 포함합니다.

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이 센서는 속도와 두 물체 사이의 방향을 측정하는 데 사용됩니다.

무선 충전에 사용

의료 초음파촬영

이족 보행, 길찾기, 장애물 회피 등 로봇을 이용하여 물체를 감지하고 장애물을 회피하는데 사용됩니다.

깊이 측정

가습기

이 센서는 센서를 회전시켜 센서 근처의 물체를 그리는 데 사용됩니다.

비파괴 검사

이 센서를 사용하여 구덩이의 깊이를 물을 통해 파도를 전송하여 우물을 측정할 수 있습니다.

임베디드 시스템

도난 경보기

따라서 이것은 HC-SR04 초음파 센서에 관한 것입니다. 위의 정보에서 마지막으로 이 센서가 소나를 사용하여 센서와 물체 사이의 거리를 측정한다는 결론을 내릴 수 있습니다. 송신기는 고주파 사운드 신호를 보냅니다. 신호가 물체를 발견하면 송신기의 에코 핀으로 다시 반사됩니다. 신호 전송과 수신에 걸리는 시간을 통해 물체까지의 거리를 결정할 수 있습니다. 동일한 거리 측정 센서는 무엇입니까?