Ultrasonic Sensor HC-SR04

ข้อมูลเชิงเทคนิคของโมดูล HC-SR04

• ใช้แรงดันประมาณ +5V
• กินกระแสประมาณ 15mA
• ช่วงการวัดระยะทาง (measurement range): ประมาณ 4cm ถึง 4m
• ความกว้างเชิงมุมในการวัด (measuring angle): 15 องศา
• ความกว้างของสัญญาณ Pulse สำหรับ Trigger: 10 usec
• ระดับแรงดันลอจิกสำหรัขา TRIG และ ECHO: 5V TTL

ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมได้จากเอกสารต่อไปนี้ 
Datasheet: http://elecfreaks.com/store/download/HC-SR04.pdf

พฤติกรรมการทำงานของโค้ด Arduino Sketch

โค้ดตัวอย่างนี้ จะทำให้ Arduino ส่งสัญญาณ Pulse ความกว้างอย่างน้อย 10 usec ออกไปที่ขาเอาต์พุต TRIG จากนั้นจึงวัดความกว้างของสัญญาณ Pulse ที่เป็นอินพุตจากขา ECHO โดยใช้คำสั่ง pulseIn() ซึ่งเป็นคำสั่งของ Arduino และจะได้ค่าเป็นจำนวนเต็ม (หน่วยเป็นไมโครวินาที) จากนั้นนำค่าที่ได้มาคำนวณเป็นระยะทาง (หน่วยเป็นมิลลิเมตร) ในกรณีที่ได้ค่ามากกว่า 4000 (เกิน 4m หรือ 400cm) จะทำการวัดค่าใหม่ จนกว่าจะได้ค่าระยะห่างไม่เกิน 4000 เมื่อได้ค่าที่ถูกต้อง จะแสดงค่าทาง Serial แล้วเว้นระยะเวลาประมาณ 300 msec (0.3 วินาที) แล้วทำขั้นตอนซ้ำ

Arduino Sketch

//////////////////////////////////////////////////////////////////
// Author: RSP @ ESL (Embedded System Lab), KMUTNB
// Date: 16-Jul-2013
// Target Board: Arduino Uno (ATmega328P, 5V, 16MHz)
// Arduino IDE: version 1.0.5
// HC-SR04 Ultrasonic module (using VCC=5V)

#define ECHO_PIN 3 // Echo Pin (Input) -- from the ECHO pin of HC-SR04
#define TRIG_PIN 5 // Trigger Pin (Output) -- to the TRIG pin of HC-SR04

void setup() {
pinMode( TRIG_PIN, OUTPUT );
pinMode( ECHO_PIN, INPUT );
digitalWrite( TRIG_PIN, LOW ); // output LOW to the TRIG pin
Serial.begin( 115200 ); // initialize serial, use baudrate=115200
}

void loop() {
unsigned long duration_usec;
unsigned long distance_mm;
// v = 340 m/s = (340 * 100)/10^6 cm/usec = 34/1000 cm/usec
// 2*d = v*t => d = v*t/2 = (17*t)/1000 cm = (17*t)/100 mm.
while (1) {
duration_usec = ping();
distance_mm = (17*duration_usec)/100;
if ( distance_mm > 4000 ) { // out of range (beyond 4 meters)
// Serial.println( "Out of range!" );
continue;
}
Serial.print( "Distance: " );
Serial.print( distance_mm / 10 );
Serial.print( '.' );
Serial.print( distance_mm % 10 );
Serial.println( " cm" );
break;
}
delay(300);
}

unsigned long ping() {
// send a pulse (at least 10 usec long) to the TRIG pin
digitalWrite( TRIG_PIN, HIGH );
delayMicroseconds( 12 );
digitalWrite( TRIG_PIN, LOW );
// measure the ECHO pulse width (in microseconds)
unsigned long duration_usec = pulseIn( ECHO_PIN, HIGH );
return duration_usec;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////