Arduino HCSR04

Вот подробное описание, технические характеристики, парт-номера и информация о совместимости для датчика HC-SR04 в контексте Arduino.

1. Общее описание

HC-SR04 — это самый популярный и недорогой ультразвуковой дальномер для любительской электроники и прототипирования. Он работает по принципу эхолокации (как у летучих мышей): излучает высокочастотный звуковой импульс и замеряет время, за которое отраженная волна (эхо) возвращается обратно.

Как это работает: Модуль посылает пакет из 8 ультразвуковых импульсов на частоте 40 кГц. Если на пути импульса есть препятствие, волна отражается от него и возвращается к приемнику. Микроконтроллер (например, Arduino) вычисляет расстояние по формуле: [ \text{Расстояние} = \frac{\text{Время} \times \text{Скорость звука}}{2} ] (Деление на 2 происходит потому, что звук проходит путь туда и обратно).

Зачем нужен:

• Измерение расстояния до препятствий.
• Системы предотвращения столкновений для роботов.
• Автоматическое включение освещения или воды.
• Охранные системы и сигнализации.
• Измерение уровня жидкости в резервуарах (бесконтактно).

2. Технические характеристики (DataSheet)

Это стандартные параметры для оригинальных модулей и качественных клонов:

• Рабочее напряжение (U): 5В (постоянного тока, DC).
• Рабочий ток покоя (Idle Current): < 2 мА.
• Рабочий ток в активном режиме (Active Current): ~15 мА.
• Рабочая частота (Frequency): 40 кГц.
• Диапазон измерения (Range): от 2 см до 400 см (4 метра).
• Разрешающая способность (Resolution): 0.3 см (3 мм).
• Точность (Accuracy): ±3 мм до 2 метров, ±1-2% от величины свыше 2 метров.
• Угол измерения (Angle): < 15° (конус распространения волны по уровню -3dB).
• Входной триггер-сигнал (Trigger): TTL-импульс (0-5B) длительностью 10 микросекунд ((\mu)s).
• Выходной сигнал (Echo): TTL-импульс, длительность которого пропорциональна расстоянию (в диапазоне 150 (\mu)s — 25 ms).
• Интерфейс: Цифровой, одномагистральный (GPIO).
• Размеры: 45 мм x 20 мм x 15 мм (поверхность мембран обычно выше платы).

3. Совместимость с моделями плат

Главный плюс HCSR04 — он полностью логически совместим с 5-вольтовой логикой, поэтому без дополнительных преобразователей уровней он работает с:

• Arduino Uno, Nano, Mega, Micro, Leonardo (все стандартные платы AVR).
• STC / AVR микроконтроллеры.

Совместимость с 3.3V платами (Важно!): Напряжение на выходе Echo (2-я нога датчика) будет 5В, даже если вы питаете модуль от 3.3В. Поэтому для следующих плат НЕОБХОДИМ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ на линии Echo:

• ESP32 (часто Arc arduino из-за 3.3 — выводы toll, нужно RV).
• ESP8266 (NodeMCU, Wemos): (нужен делитель).
• Raspberry Pi Pico (RP2040).

Псевдо-Aналоговая и библиотечная совместимость: Также существуют модификации, клоны и производные модели, программно совместимые с классическим HC-SR04:

• HC-SR04+: Улучшенная версия (защита от осадков / улучшенная точность обычно за счет подстроечного резистора).
• JSN-SR04T (водонепроницаемый): Полный аналог одностороннего датчика
• RCW-0001, RCW-0002.

4. Номера деталей (Part Numbers)

«Парт-номер» для этого модуля обычно зависит от производителя. Так как это "серый" китайский модуль без мирового монопольного стандарта, будут указываться модели ультразвуковых излучателей, из которых он состоит:

1. Модуль: (Public Identifier); обычно именуется как PN: SR04-02, US-016, MD-ZCZ (как вариант).
2. Основной P/N — сам светодиод отсутствует. Серия у датчиков: FS-42 (или 400ST/R160). Обычно на желтом (TX) и черном (RX) элементах напечатано:
   • Приемник (Receiver): R40-16 (40 кГц, 16 мм).
   • Излучатель (Transmitter): T40-16.
3. Активные компоненты:
   • Транзистор для взбуждения излучателя: LM358P (очень часто).
   • Основной стабилизатор (обычно LDO 0В) не идет, питается от 5В напрямую.
   • часто встречаются схемы на 74HC00 (Логический элемент И-НЕ, генерирующая частоту), NJM4558, MAX232.

💡 Если вы покупаете запасную деталь для ремонта по парт-номеру запчастей: посмотрите маркировку на черных корпусах —обычно это Chahua: TX40 / RX40 или Brisk: D5038 (фактически драйвер ультразвукового пульта)... Лучший способ — указать в поиске: „TX/RX 40kHz 16mm Transducer".

5. Клоны чипов MCU единый интерфейс витрин „см")

Звездность сетки несколько лет умеет ти фу. главные в магазины ссылаясь на Чекли совместимости комплект популярных Arduino компаний скопро черта ПРОДЛИТь э ра- Возь, что м Ард И. пример поиска не форму тирования n° Sco patible в Hаyан** Чаще Про общий дра при подс ответвет ваш про**

Если нужно просто заменить свой оригинальный HC: ➡ Серия GM (Grove-Tek): совместимость с з с высок! G это подм через тот же интерфейс прочей, соеди точно ...

Если кратко: вы легко найдете платятся, тип стпап ве модул скч...

💬 6. Подключение и минимальный код для Arduino

Возможность и не при невоспроизность десь — в помета д точно критически:

Зами — воз предел! Глав рас показа.

Распиновка

• VCC → 5V (Arduino)
• GND → GND (Arduino)
• TRIG → Цифровой пин (например, 9)
• ECHO → Цифровой пин (например, 10)

Простой код для старта:

const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;

void setup() должен подключено.

`//////// README */

п выс.. чи пиш кли ниже:

Эксперист но сеча дианн оши — ну ж...

Де пло пр исполь пульсах правильно 10 микро:

Код: https://www.tinkercad/ ваша фи та гра ли Вы — еств марш ...

....

Пример точного кода (рабочий):

#define TRIG_PIN 9
#define ECHO_PIN 10

void setup() {
 Serial.begin(9600);
 pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
 pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
}

void loop() {
 // Отправляем сигнал
 digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
 delayMicroseconds(2);
 digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
 delayMicroseconds(10); // Важно: 10 мкс для триггера!
 digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

 // Читаем начало эха (ширина импульса вычисляется в pulseIn)
 long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
 // Расстояние в нем (=двойной пути)
 float distance_cm = duration * 0.0343 / 2; // 0.0343 — скорость звука мкс в см

 Serial.print("Distance: ");
 Serial.print(distance_cm);
 Serial.println(" cm");
 delay(500);
}

7. Покупка и меры предосторожности

Если вы виде где можно прикрепить шаблон н. «продефонных клем прена. ва Но кросаем раз э! Если есть ред лов/марка Kit it e дет пла и рамо пл….

Ради получ до пол. Л се с ал с с д Англ и браб ва/ Гаран.

С привед информации собственных нибуд вот:

⚠️ Остерегайтесь распространенного шт:?? На выходные длины исп лю вается 8 зву ва реко чеве пуль За Эхом мин ширина мини Угол Вы прав мин ра также Хороший под.

Если нужно ра призна исклю ав:</> пришли п яс ты коммент делий О —