“Ultrasonic Distance Sensor”的版本间的差异

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== 工作原理==
 
== 工作原理==
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=== 超声波工作原理 ===
 
 
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）
 
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）
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*[[File:Ultrasonic Distance Sensor_原理.png|600px]]
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=== HC-SR04 ===
 
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== 参数说明 ==
 
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== 产品说明 ==
 
 
=== HC-SR04 ===
 
=== HC-SR04 ===
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==== 引脚说明 ====
 
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*'''引脚说明'''
 
*'''引脚说明'''
 
**1、VCC：电源正极，接电压3V-5.5V
 
**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
 
**2、Trig/Rx/SCL/ I/O：接收MCU发送的控制脉冲
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***GPIO模式：Trig 触发信号
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***GPIO模式：Trig 触发信号，接外部电路的Trig端
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***UART模式：Rx 接收信号
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***UART模式：Rx 接收信号，接外部电路的Tx端
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***IIC模式：SCL 时钟信号
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***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
 
***1-Wire模式：I/O 接收/发送信号
 
**3、Echo/Tx/SDA：向MCU发送数据脉冲
 
**3、Echo/Tx/SDA：向MCU发送数据脉冲
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***GPIO模式：Echo 反馈信号
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***GPIO模式：Echo 反馈信号，接外部电路的Echo端
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***UART模式：Tx 发射信号
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***UART模式：Tx 发射信号，接外部电路的Rx端
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***IIC模式：SDA 数据信号
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***IIC模式：SDA 数据信号，接外部电路的SDA端
 
**4、GND：电源负极，接地
 
**4、GND：电源负极，接地
 
*'''功能选择端说明'''
 
*'''功能选择端说明'''
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**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_引脚说明.png|800px]]
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==== 操作说明 ====
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*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
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*'''GPIO模式'''
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**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_GPIO.png|800px]]
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**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，
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**可根据脉宽时间“T”算出：距离=T*C/2 （C为声速）
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**声速温度公式：c=(331.45+0.61t/℃)m•s-1 (其中330.45是在0℃） 其中：
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***0℃声速：  330.45M/S
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***20℃声速：  342.62M/S
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***40℃声速：  354.85M/S
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***0℃-40℃声速误差7%左右。
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*'''UART模式'''
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**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
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**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。
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**距离计算方式如下（单位mm）：
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***距离=(（BYTE_H<<16）+（BYTE_M<<8）+ BYTE_L)/1000
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*'''IIC模式'''
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**IIC地址： 0X57
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**IIC传输格式：
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***写数据：[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_IIC_1.png|600px]]
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***读数据：[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_IIC_2.png|600px]]
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**命令格式：[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_IIC.jpg|600px]]
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**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。
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**距离计算方式如下（单位mm）：距离=(（BYTE_H<<16）+（BYTE_M<<8）+ BYTE_L)/1000
  
 
=== HY-SRF05 ===
 
=== HY-SRF05 ===
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==== 引脚说明 ====
 
*[[File:Ultrasonic Distance Sensor _HY-SRF05.jpg|600px]]
 
*[[File:Ultrasonic Distance Sensor _HY-SRF05.jpg|600px]]
 
*'''引脚说明'''
 
*'''引脚说明'''
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**1、VCC:
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**1、VCC：电源正极，接电压5V DC
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**2、Trig：触发信号，接收MCU发送的控制脉冲
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**3、Echo：反馈信号，向MCU发送数据脉冲
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**4、OUT：开关量输出端
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**5、
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**5、GND：电源负极，接地
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==== 操作说明 ====
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*[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_GPIO.png|800px]]
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*MCU通过Trig端口向模块提供一个10uS 以上脉冲触发信号。
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*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。
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*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。
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*发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
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*公式：uS/58=厘米 或 uS/148=英寸 或 距离=高电平时间*声速(340M/S)12:
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*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。
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=== US-100 ===
 
=== US-100 ===
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==== 引脚说明 ====
 
*[[File:Ultrasonic Distance Sensor _US-100.jpg|600px]]
 
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*'''引脚说明'''
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**1、VCC：电源正极，接电压2.4V-5.5V
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**1、VCC:
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**2、Trig/Tx：接收MCU发送的控制脉冲
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***GPIO模式：Trig 触发信号，接外部电路的Trig端
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***UART模式：Tx 接收信号，接外部电路的Tx端
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**3、Echo/Rx：向MCU发送数据脉冲
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***GPIO模式：Echo 反馈信号，接外部电路的Echo端
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***UART模式：Rx 发射信号，接外部电路的Rx端
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**4、GND：电源负极，接地
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**5、GND：电源负极，接地
 
*'''功能选择端说明'''
 
*'''功能选择端说明'''
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**插上跳线帽时，为UART模式
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**拔掉跳线帽时，为GPIO模式
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==== 操作说明 ====
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*'''GPIO测距模式'''
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**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_1.png|600px]]
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**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。
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**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。
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**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。
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**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。
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**即距离值为：(高电平时间*340m/s)/2。
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**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。
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*'''UART测距模式'''
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**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_2.png|600px]]
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**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。
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**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。
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**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。
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**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。
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**即距离值为 （HData*256 +LData）mm。
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*'''UART测温模式'''
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**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_3.png|600px]]
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**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。
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**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。
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**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。
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**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 ==
 
== 原理图 ==
第78行： 第143行：
 
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05)_原理图.pdf|HY-SRF05]]
 
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05)_原理图.pdf|HY-SRF05]]
 
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_原理图.pdf|US-100]]
 
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_原理图.pdf|US-100]]
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== 使用手册 ==
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*[[:File:HC-SR04(2020款）.pdf|HC-SR04]]
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*[[:File:HY-SRF05 使用手册明书.pdf|HY-SRF05]]
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*[[:File:US100产品介绍V2.01.pdf|US-100]]
  
 
== 参考例程 ==
 
== 参考例程 ==

2023年5月6日 (六) 16:44的最新版本

Ultrasonic Distance Sensor
Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04).jpg

Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)

Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05).jpg

Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05)

Ultrasonic Distance Sensor (US-100).jpg

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

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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）

    • Ultrasonic Distance Sensor 原理.png

参数说明

  • Ultrasonic Distance Sensor 参数说明.png

使用说明

HC-SR04

引脚说明

  • Ultrasonic Distance Sensor HC-SR04.jpg
  • 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
    • Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) 引脚说明.png

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
    • Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) GPIO.png
    • 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：Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) IIC 1.png
      • 读数据：Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) IIC 2.png
    • 命令格式：Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) IIC.jpg
    • 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

  • Ultrasonic Distance Sensor HY-SRF05.jpg
  • 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

  • Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) GPIO.png
  • 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

  • Ultrasonic Distance Sensor US-100.jpg
    • 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
    • Ultrasonic Distance Sensor (US-100) 1.png
    • 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
    • Ultrasonic Distance Sensor (US-100) 2.png
    • 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
    • Ultrasonic Distance Sensor (US-100) 3.png
    • 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

使用手册

参考例程

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

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我们的工作时间是: 09:00-18:00 (UTC+8 周一到周六)

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