Ultrasonic Distance Sensor

Ultrasonic Distance Sensor Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05) Ultrasonic Distance Sensor (US-100)

基本信息 分类： 传感器 品牌： 丢石头

功能简介 特性 超声波传感器 接口 UART接口 IIC接口 I/O口

相关产品 {{{related}}}

产品概述

超声波模块主要是由两个通用的压电陶瓷超声传感器，并加外围信号处理电路构成的。具体为：两个压电陶瓷超声传感器一个用于发出超声波信号，一个用于接收反射回来的超声波信号。由于发出信号和接收信号都比较微弱，所以需要通过外围信号放大器提高发出信号的功率，和将反射回来信号进行放大，以能更稳定地将信号传输给单片机。超声波模块常用于机器人避障、物体测距、液位检测、公共安防、停车场检测等场所。

工作原理

超声波测距原理是在超声波发射装置发出超声波，它的根据是接收器接到超声波时的时间差，与雷达测距原理相似。 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。（超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离（s），即：s=340t/200）

• • 

参数说明

• 

使用说明

HC-SR04

引脚说明

• 
• 引脚说明
  • 1、VCC：电源正极，接电压3V-5.5V
  • 2、Trig/Rx/SCL/ I/O：接收MCU发送的控制脉冲
    • GPIO模式：Trig 触发信号，接外部电路的Trig端
    • UART模式：Rx 接收信号，接外部电路的Tx端
    • IIC模式：SCL 时钟信号，接外部电路的SCL端
    • 1-Wire模式：I/O 接收/发送信号
  • 3、Echo/Tx/SDA：向MCU发送数据脉冲
    • GPIO模式：Echo 反馈信号，接外部电路的Echo端
    • UART模式：Tx 发射信号，接外部电路的Rx端
    • IIC模式：SDA 数据信号，接外部电路的SDA端
  • 4、GND：电源负极，接地
• 功能选择端说明
  • 

操作说明

• 实际应用，如果需要精确距离值，必需要考虑温度影响，做温度补偿
• GPIO模式
  • 
  • 工作模式同老版本HC-SR04。外部MCU给模块Trig脚一个大于10uS的高电平脉冲；模块会给出一个与距离等比的高电平脉冲信号，
  • 可根据脉宽时间“T”算出：距离=T*C/2 （C为声速）
  • 声速温度公式：c=(331.45+0.61t/℃)m•s-1 (其中330.45是在0℃） 其中：
    • 0℃声速： 330.45M/S
    • 20℃声速： 342.62M/S
    • 40℃声速： 354.85M/S
    • 0℃-40℃声速误差7%左右。

• UART模式
  • UART模式：波特率9600，起始位1位，停止位1位，数据位8位，无奇偶校验位，无流控制
  • 连接串口。外部MCU或PC发命令0XA0，模块完成测距后发3个返回距离数据，BYTE_H，BYTE_M与BYTE_L。
  • 距离计算方式如下（单位mm）：
    • 距离=(（BYTE_H<<16）+（BYTE_M<<8）+ BYTE_L)/1000

• IIC模式
  • IIC地址： 0X57
  • IIC传输格式：
    • 写数据：
    • 读数据：
  • 命令格式：
  • 向模块写入0X01，模块开始测距；等待200mS(模块最大测距时间)以上。直接读出3个距离数据。BYTE_H，BYTE_M与BYTE_L。
  • 距离计算方式如下（单位mm）：距离=(（BYTE_H<<16）+（BYTE_M<<8）+ BYTE_L)/1000

HY-SRF05

引脚说明

• 
• 引脚说明
  • 1、VCC：电源正极，接电压5V DC
  • 2、Trig：触发信号，接收MCU发送的控制脉冲
  • 3、Echo：反馈信号，向MCU发送数据脉冲
  • 4、OUT：开关量输出端
  • 5、GND：电源负极，接地

操作说明

• 
• MCU通过Trig端口向模块提供一个10uS 以上脉冲触发信号。
• 模块内部自动发出8个40kHz周期的方波信号，检测是否有信号返回。
• 检测到有回波信号则通过Echo端口输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。
• 发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
• 公式：uS/58=厘米 或 uS/148=英寸 或 距离=高电平时间*声速(340M/S)12:
• 建议测量周期为60ms 以上，以防止发射信号对回响信号的影响。

US-100

引脚说明

• 
  • 1、VCC：电源正极，接电压2.4V-5.5V
  • 2、Trig/Tx：接收MCU发送的控制脉冲
    • GPIO模式：Trig 触发信号，接外部电路的Trig端
    • UART模式：Tx 接收信号，接外部电路的Tx端
  • 3、Echo/Rx：向MCU发送数据脉冲
    • GPIO模式：Echo 反馈信号，接外部电路的Echo端
    • UART模式：Rx 发射信号，接外部电路的Rx端
  • 4、GND：电源负极，接地
  • 5、GND：电源负极，接地
• 功能选择端说明
  • 插上跳线帽时，为UART模式
  • 拔掉跳线帽时，为GPIO模式

操作说明

• GPIO测距模式
  • 
  • 在模块上电前，应先去掉模式选择跳线上的跳线帽，使模块处于电平触发模式。
  • 在 Trig/TX 管脚输入一个10US以上的高电平，系统便可发出8个40KHZ的超声波脉冲，然后检测回波信号。
  • 当检测到回波信号后，模块还要进行温度值的测量，然后根据当前温度对测距结果进行校正，将校正后的结果通过Echo/RX 管脚输出。
  • 在此模式下，模块将距离值转化为340m/s时的时间值的2倍，通过 Echo 端输出一高电平，可根据此高电平的持续时间来计算距离值。
  • 即距离值为：(高电平时间*340m/s)/2。
  • 注：因为距离值已经经过温度校正，此时无需再根据环境温度对超声波声速进行校正，即不管温度多少，声速选择340m/s 即可。

• UART测距模式
  • 
  • 在模块上电前，应先插上模式选择跳线上的跳线帽，使模块处于串口触发模式。
  • 在 Trig/TX 管脚输入 0X55 （波特率 9600），系统便可发出8个40KHZ的超声波脉冲，然后检测回波信号。
  • 当检测到回波信号后，模块还要进行温度值的测量，然后根据当前温度对测距结果进行校正，将校正后的结果通过 Echo/RX管脚输出。
  • 输出的距离值共两个字节，第一个字节是距离的高 8 位（HDate），第二个字节为距离的低 8 位（LData），单位为毫米。
  • 即距离值为 （HData*256 +LData）mm。

• UART测温模式
  • 
  • 在模块上电前，应先插上模式选择跳线上的跳线帽，使模块处于串口触发模式。
  • 在 Trig/TX 管脚输入 0X50 （波特率 9600），系统便启动温度传感器对当前温度进行测量，然后将温度值通过 Echo/RX 管脚输出。
  • 测量完成温度后，本模块会返回一个字节的温度值（TData），实际的温度值为 TData-45。
  • 例如通过 TX 发送完0X50 后，在 RX 端收到 0X45，则此时的温度值为69（0X45的10进制值）- 45 = 24度。

原理图

• HC-SR04
• HY-SRF05
• US-100

使用手册

• HC-SR04
• HY-SRF05
• US-100

参考例程

• HC-SR04
• HY-SRF05
• US-100

注意事项

• 此模块不宜带电连接，如果要带电连接，则先连接模块的GND。
• 如果测试面不是很规则或测试远距离物体时，可采用多次测量的方法来校正。
• 两次测试间隔要不小于200ms。

FAQ

联系 丢石头 我们的工作时间是: 09:00-18:00 (UTC+8 周一到周六)