HC-SR04 模块是一种利用超声波来检测与前方障碍物距离的器件,其外观如图1所示。它采用5V工作电压,其检测范围在2cm到400cm间。
HC-SR04 模块的工作原理类似于蝙蝠的回声定位,通过计算时间差来换算出距离值。
图1 超声波模块
HC-SR04 模块共有4 个引脚,其作用如表1所示。
表1 模块引脚用途
HC-SR04的工作时序为:
1)发射:在触发后,模块发出一组 40kHz 的超声波。
2)接收:当超声波遇到障碍物后,会反射回来被模块所接收。
3)计时:模块计算从发射到接收回波所经过的时间。
4)换算:根据声速和时间,计算出到目标的距离。
计算距离的公式为:
距离 = (声速 × 时间) / 2
声速:在空气中约为 340m/s(或 0.034cm/μs),更精确的计算可以考虑温度补偿:声速 = 331.5 + 0.6 * 温度(℃)m/s。
其中除以 2是因为时间 t 是超声波往返的时间,因此单程距离要除以 2。
实现超声波测距及显示功能的程序为:
为进行检测,在连接超声波测距模块和LCD显示屏的情况下,经程序运行,其测试结果如图2所示,说明程序设计正确。
图2 器件连接
演示视频: