HC-SR04を使った距離計測

#はじめに

超音波センサーモジュールのHC-SR04を使って、距離を計測する装置をArduino Unoで作りました。

HC-SR04のアマゾンで購入はー＞こちら

(参考にしたサイトはこちらー＞　DreamWalker さん[ARDUINO] 超音波SENSOR(HC-SR04)を使って距離測定。

準備するもの

使用するセンサー：HC-SR04
マイコン：Arduino UNO
開発環境：Arduino IDE

#接続方法
HC-SR０４を　UNOのデジタル入出力ポートの4番から７番に差し込みます。
トリガーポート(TRIGと書いてあるピン)を５番に、距離の出力端子（ECHOと書いてあるピン）を６番にさします。
VCCが４番、GNDが７番にささります。

(ブレッドボードで配線するのがめんどくさかったので、)
４番と７番のデジタルポートは、それぞれを　HIGHと　LOWにすることで、　
5Vと0Vを提供して、電源端子として利用しました。

#プログラムの動作
トリガーに２０μsのワンショットパルスを出力して、　その直後から、Echo端子にパルスが出力されるまでの時間を計測します。　計測は、Arduino　の　pulseIn()関数を使いました。（便利ですね。^^）

puleIn()の戻り値は、超音波のパルスが跳ね返ってくるまでの時間ΔTなので、音速V（340m/s)から、
距離Dが求まります。　
　D= ΔT・V　[m] ・ここで、　pulseIn()の戻り値のΔTは単位がμs（マイクロ秒）なので、1000000(１×10の６乗倍なので　1E6)で割ってやる必要があります。　距離もメートルだと使いにくので、cm（センチメートル）単位にするために１００倍しました。

#プログラミング
プログラムの例：

HC-SR04test.ino

/* HC-SR04  Test */
/* e-Lab2020 Ltd. 2019-07-03  */

const int VCC = 4;
const int TRIG = 5;
const int ECHO = 6;
const int GND  = 7;   

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    pinMode(GND,OUTPUT); digitalWrite(GND,LOW);  //GND: LOW 0V
    pinMode(VCC,OUTPUT); digitalWrite(VCC,HIGH); //VCC: HIGH 5V
       
    pinMode(TRIG, OUTPUT);    //Trig: output
    pinMode(ECHO, INPUT);    //Echo: input
}

void loop()
{

  // Start Pulse for HC-SR05
    digitalWrite(TRIG, LOW);        
    delayMicroseconds(2);            
    digitalWrite(TRIG, HIGH);    
    delayMicroseconds(10);      // 10us pulse      
    digitalWrite(TRIG, LOW);       

    //Echo 
    long duration = pulseIn(ECHO, HIGH);  //return : time (us)

    //音波の反射の時間計算
    //1cm移動時間 29.412us. ,1秒間で,340m/s  
    //音波の移動距離 = 往復時間/1cm移動距離 / 2
    //音波の移動距離　= 往復時間(ms) * 340*100(cm) / 1E6 (ms) / 2(往復から片道へ）
   float f_distance = (float)duration * 340.0 * 100.0/1000000.0 / 2.0;        

    Serial.print(f_distance);
    Serial.print(" cm");
    Serial.println();
    delay(100);
}

#動作確認
壁から６cmの位置に置いて確認しました。

#出力結果
ツールからシリアルプロッタを選んでグラフを表示させてみました。

ツールで、シリアルポートをシリアルモニタで、表示させてみた結果がこちらです。

以上で試作報告を終わります。
(2019-07-03)