HC-SR04 thiết bị cảm biến sóng siêu âm bao gồm một máy phát và một máy thu. Cảm biến này được sử dụng để tìm ra khoảng cách từ vật kính. Ở đây khoảng thời gian truyền và nhận sóng sẽ quyết định khoảng cách giữa cảm biến và vật thể. Cảm biến này sử dụng sóng âm thanh bằng cách sử dụng công nghệ không tiếp xúc. Bằng cách sử dụng cảm biến này, khoảng cách cần thiết cho mục tiêu có thể được đo lường mà không bị hư hại và cung cấp các chi tiết chính xác. Phạm vi của cảm biến này có sẵn từ 2cms đến 400cms.
Cảm biến siêu âm HC-SR04 là gì?
HC-SR04 là một loại cảm biến siêu âm sử dụng sóng siêu âm để tìm ra khoảng cách của vật thể từ cảm biến. Nó cung cấp một phạm vi phát hiện không tiếp xúc vượt trội với độ chính xác cao và đọc ổn định. Nó bao gồm hai mô-đun như máy phát và máy thu siêu âm. Cảm biến này được sử dụng trong nhiều ứng dụng như đo hướng và tốc độ, cảnh báo trộm, y tế, sóng siêu âm, máy tạo độ ẩm, sạc không dây, kiểm tra không phá hủy và siêu âm.
HCSR04-cảm biến siêu âm
Cấu hình chân cảm biến siêu âm HC-SR04
Cảm biến này bao gồm bốn chân và cấu hình chân của cảm biến này được thảo luận bên dưới.
- Pin1 (Vcc): Chân này cung cấp nguồn điện + 5V cho cảm biến.
- Pin2 (Trigger): Đây là chân đầu vào, dùng để khởi tạo phép đo bằng cách truyền sóng siêu âm bằng cách giữ chân này ở mức cao 10us.
- Pin3 (Echo): Đây là chân đầu ra, tăng cao trong một khoảng thời gian cụ thể và nó sẽ tương đương với khoảng thời gian để sóng quay trở lại cảm biến.
- Pin4 (Ground): Đây là chân GND dùng để kết nối với GND của hệ thống.
Đặc trưng
Các các tính năng của cảm biến HC-SR04 bao gồm những điều sau đây
- Các Nguồn cấp được sử dụng cho cảm biến này là + 5V DC
- Kích thước là 45mm x 20mm x 15mm
- Dòng điện tĩnh được sử dụng cho cảm biến này là<2mA
- Độ rộng xung đầu vào của bộ kích hoạt là 10uS
- Dòng hoạt động là 15mA
- Góc đo là 30 độ
- Khoảng cách từ 2cm đến 800 cm
- Độ phân giải là 0,3 cm
- Góc Hiệu quả mới là<15°
- Dải tần số hoạt động là 40Hz
- Độ chính xác là 3mm
Cảm biến siêu âm HC-SR04 hoạt động
Cảm biến siêu âm HC-SR04 có bốn chân là chân Vcc, chân kích hoạt, chân Echo và chân nối đất. Cảm biến này dùng để đo khoảng cách chính xác giữa mục tiêu và cảm biến. Cảm biến này chủ yếu hoạt động trên sóng âm thanh.
Khi nguồn điện được cung cấp cho mô-đun này, nó sẽ tạo ra sóng âm thanh truyền trong không khí để đập vào vật thể cần thiết. Những sóng này tấn công và quay trở lại từ vật thể, sau đó thu thập bởi mô-đun máy thu.
Ở đây cả khoảng cách cũng như thời gian đã đi đều tỷ lệ thuận với nhau vì thời gian đi cho quãng đường nhiều hơn là cao. Nếu chân kích hoạt được giữ ở mức cao trong 10 µs, thì sóng siêu âm sẽ được tạo ra và sẽ truyền đi với tốc độ âm thanh. Vì vậy, nó tạo ra tám chu kỳ bùng nổ âm thanh sẽ được tập hợp trong chân Echo. Cảm biến siêu âm này được giao tiếp với Arduino để đo khoảng cách cần thiết giữa cảm biến và đối tượng. Khoảng cách có thể được tính bằng công thức sau.
S = (V x t) / 2
Trong đó chữ ‘S’ là khoảng cách bắt buộc
‘V’ là tốc độ âm thanh
‘T’ là thời gian cần thiết để sóng âm quay trở lại sau khi đập vào vật.
Khoảng cách thực tế có thể được tính bằng cách chia giá trị của nó cho 2 vì thời gian sẽ gấp đôi khi sóng truyền đi và nhận lại từ cảm biến.
Cảm biến siêu âm HC-SR04 với bảng Arduino
Ở đây chúng tôi đưa ra một ví dụ cho cảm biến siêu âm HC-SR04 sử dụng bảng Arduino . Cảm biến này được giao tiếp với một bảng Arduino.
cảm biến siêu âm-với-board Arduino
Các thành phần bắt buộc của dự án này chủ yếu bao gồm bảng Arduino UNO , Cảm biến siêu âm HC-SR04, bảng mạch và dây nhảy. Các kết nối của dự án này rất đơn giản như sau.
- Chân VCC của cảm biến được kết nối với 5V của Arduino
- Chân Trig của cảm biến được kết nối với Chân 11 trong Arduino
- Chân Echo của cảm biến được kết nối với Chân 12 trong Arduino
- Chân GND của cảm biến được kết nối với chân GND trong Arduino
Đang làm việc
Đo khoảng cách chính xác có thể đạt được bằng cách giao tiếp cảm biến HC-SR04 với các loại bảng Arduino khác nhau .
Lúc đầu, cấp nguồn cho cảm biến để bật và kết nối chân GND của cảm biến này với chân GND của bảng Arduino. Và mô-đun cảm biến có thể được cấp nguồn bằng nguồn điện áp của bảng Arduino khi dòng điện được vẽ qua cảm biến dưới 15mA. Vì vậy, xếp hạng dòng Arduino sẽ không ảnh hưởng đến cảm biến.
Sau khi bố trí chính được thiết lập, hãy kết nối cả hai chân của cảm biến như Trig & Echo với chân đầu vào / đầu ra của bảng Arduino. Như chúng ta đã thảo luận trước đó, chân Trig trong cảm biến phải được giữ ở mức 10us ngay từ đầu để bắt đầu phương pháp đo. Vì vậy, mô-đun cảm biến này sẽ tạo ra sóng âm thanh có tần số 40.000 Hz xung quanh mỗi giây từ nguồn.
Khi sóng âm trở lại, chân Echo sẽ kích hoạt cho đến khi máy thu thu được các sóng này. Thời gian sẽ được đo với sự trợ giúp của bảng Arduino.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của cảm biến HC-SR04 bao gồm những điều sau đây,
- Cảm biến này dùng để đo tốc độ cũng như hướng giữa hai đối tượng
- Nó được sử dụng trong sạc không dây
- Siêu âm y tế
- Điều này được sử dụng để phát hiện đối tượng & tránh chướng ngại vật bằng cách sử dụng rô bốt như biped, tìm đường, vượt chứơng ngại vật , Vân vân.
- Đo độ sâu
- Máy tạo ẩm
- Cảm biến này được sử dụng để vẽ các đối tượng gần cảm biến bằng cách xoay nó
- Kiểm tra không phá hủy
- Bằng cách sử dụng cảm biến độ sâu hố, giếng có thể được đo bằng cách truyền sóng qua nước.
- Hệ thống nhúng
- Chuông bao động trộm
Vì vậy, đây là tất cả về HC-SR04 thiết bị cảm biến sóng siêu âm . Từ những thông tin trên, cuối cùng chúng ta có thể kết luận rằng cảm biến này sử dụng sóng siêu âm để đo khoảng cách giữa cảm biến và vật thể. Máy phát gửi tín hiệu âm thanh tần số cao. Một khi tín hiệu phát hiện ra một vật thể thì nó sẽ phản xạ trở lại chân echo của máy phát. Thời gian truyền cũng như nhận tín hiệu cho phép chúng ta xác định khoảng cách đến một đối tượng. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, các cảm biến xác định khoảng cách giống nhau là gì?
