How to – Sensore ad ultrasuoni HC-SR04

Salve a tutti, oggi vedremo come utilizzare un sensore ad ultrasuoni HC-SR04. Si tratta di uno strumento che calcola le distanze misurando il tempo impiegato dalle onde sonore emesse da una sorgente a tornare indietro, dopo aver incontrato un ostacolo che le riflette; da questa informazione è possibile misurare la distanza dell’ostacolo dal sensore. Il fascio di onde sonore emesso ha forma conica e lo stesso vale per le onde riflesse da un ostacolo; di conseguenza, il sensore riceve riflessioni da diversi oggetti, ed è dunque incapace di distinguere un oggetto dall’altro.

Il sensore HC-SR04 è in grado di misurare correttamente distanze comprese tra 2 centimetri e 4 metri, con un errore di pochi millimetri. Per maggiori informazioni, è possibile consultare il datasheet.

HC-SR04 sensor

Calcolo della distanza

La velocità del suono varia in base alla temperatura dell’ambiente. Ipotizziamo di trovarci a temperatura 20°C: la velocità v del suono è 343,4 m/s. Il sensore restituisce il tempo misurato in microsecondi (µs); tuttavia, è utile calcolare la distanza in cm. Calcoliamo quindi la velocità del suono in cm/µs: 1 m/s = 10^2 cm / 10^6 µs = 10^-4 cm/µs => V = 343,5 m/s * 10^-4 = 3,4*10^-2 cm/µs. Adesso, calcoliamo lo spazio percorso dall’onda sonora: s = v*t = 3,4*10^-4 * t. Tuttavia, bisogna tenere conto che l’onda sonora percorre lo spazio s due volte, andata e ritorno. Quindi, la formula finale per il calcolo della distanza è:

S = 1,7 * 10^-2 * t

Il sensore HC-SR04

Il sensore HC-SR04 dispone di 4 pin: Vcc (+5V), Trigger, Echo, GND. Si invia un impulso alto sul pin Trigger per almeno 10 microsecondi, in modo che il sensore invii il ping sonoro e aspetti il ritorno delle onde riflesse. Il sensore risponderà sul pin Echo con un impulso alto di durata corrispondente a quella di viaggio delle onde sonore. Per sicurezza, si aspettano in genere 60 millisec per far si che non vi siano interferenze con la misura successiva.

HC-SR04 sensor schema

Bisogna collegare il pin Vcc e GND rispettivamente all’alimentazione da 5V e al ground, e i pin Trigger ed Echo a due pin digitali dell’Arduino.

Questo lo sketch che calcola e mostra la distanza misurata dal sensore: utilizza i pin 7 per il Trigger e 8 per l’Echo.

Stay tuned!

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