ماژول اولتراسونیک سنجش مسافت HC-SR04 (SRF04)
ماژول فاصله سنج اولتراسونیک (فراصوت) مشابه رادار برای اندازه گیری مسافت، سازگار با همه میکروکنترلرها و با دقت 3 میلی متر و ولتاژ کاری 5 ولت
۱۵۷,۰۰۰ تومان
موجود
0
افرادی که اکنون این محصول را تماشا می کنند!
خرید ماژول اولتراسونیک سنجش مسافت HC-SR04 (SRF04) | سنسور فاصله آردوینو
ماژول اولتراسونیک سنجش مسافت HC-SR04 یکی از پرکاربردترین سنسورهای اندازهگیری فاصله در پروژههای الکترونیک، رباتیک و سیستمهای هوشمند است. این ماژول با استفاده از فناوری امواج فراصوت (Ultrasonic)، فاصله اجسام را بدون نیاز به تماس فیزیکی اندازهگیری میکند و به دلیل قیمت مناسب، راهاندازی ساده و سازگاری گسترده با انواع میکروکنترلرها، یکی از محبوبترین انتخابها برای پروژههای آموزشی و کاربردی محسوب میشود.
ماژول HC-SR04 با ارسال امواج صوتی با فرکانس 40 کیلوهرتز و اندازهگیری زمان بازگشت بازتاب موج از سطح جسم، فاصله بین سنسور و مانع را محاسبه میکند. عملکرد این روش مشابه سیستم موقعیتیابی خفاشها است؛ به این صورت که سنسور یک پالس صوتی ارسال کرده و پس از دریافت موج بازتابشده، با استفاده از زمان رفت و برگشت موج، فاصله را محاسبه میکند.
این سنسور دارای دو بخش اصلی فرستنده اولتراسونیک (Transmitter) و گیرنده اولتراسونیک (Receiver) است. پایه Trigger وظیفه ارسال فرمان شروع اندازهگیری را بر عهده دارد و پایه Echo دریافت موج برگشتی را به صورت یک پالس دیجیتال در اختیار میکروکنترلر قرار میدهد. با اندازهگیری مدت زمان این پالس، میتوان فاصله جسم را با دقت مناسب محاسبه کرد.
ماژول HC-SR04 (SRF04) معمولاً با بردهای توسعه مانند Arduino، ESP8266، ESP32، STM32، Raspberry Pi و انواع میکروکنترلرهای AVR مورد استفاده قرار میگیرد و به دلیل داشتن خروجی دیجیتال ساده، نیازی به مدار پردازشی پیچیده ندارد. این ویژگی باعث شده است که این ماژول گزینهای مناسب برای افراد مبتدی در یادگیری سنسورها و همچنین توسعهدهندگان حرفهای در پروژههای رباتیک باشد.
محدوده اندازهگیری این سنسور در شرایط استاندارد حدود 2 تا 400 سانتیمتر است و دقت اندازهگیری آن برای بسیاری از کاربردهای کنترلی و آموزشی مناسب است. البته عملکرد واقعی سنسور به عواملی مانند جنس سطح جسم، زاویه برخورد امواج، شرایط محیطی و وجود نویزهای صوتی بستگی دارد.
از مهمترین مزایای سنسور اولتراسونیک HC-SR04 میتوان به اندازه کوچک، مصرف توان پایین، نصب آسان، عدم نیاز به تماس با جسم، قیمت اقتصادی و قابلیت استفاده در طیف گستردهای از پروژهها اشاره کرد. این ویژگیها باعث شده است که HC-SR04 در ساخت رباتهای مسیریاب، سیستمهای جلوگیری از برخورد، اندازهگیری سطح مخازن، پارکینگ هوشمند و تجهیزات اتوماسیون مورد استفاده قرار گیرد.
کاربردها
• ساخت رباتهای مسیریاب و جلوگیری از برخورد با موانع (Obstacle Avoidance)
• استفاده در رباتهای هوشمند برای تشخیص فاصله اجسام
• سیستمهای پارک خودرو و سنسور کمک پارک
• اندازهگیری سطح مایعات داخل مخازن (در شرایط مناسب)
• سیستمهای شمارش و تشخیص عبور اجسام
• ساخت فاصلهسنج دیجیتال
• کنترل موقعیت و فاصله در پروژههای اتوماسیون
• پروژههای آردوینو و میکروکنترلری
• سیستمهای خانه هوشمند و اینترنت اشیا (IoT)
• تشخیص حضور یا نزدیک شدن اجسام در محیط
راهاندازی ماژول
ماژول HC-SR04 دارای چهار پایه اصلی است و برای راهاندازی به یک میکروکنترلر مانند Arduino، ESP32 یا STM32 نیاز دارد.
پایههای ماژول
پایه وظیفه
VCC تغذیه مثبت 3.3-5V DC ولت
GND اتصال به زمین مدار واسط و یا میکروکنترلر
TRIG ارسال پالس تحریک برای شروع اندازهگیری
ECHO دریافت پالس برگشتی و محاسبه فاصله
“برای عملکرد درست ماژول و کاهش خطا باید زمین ماژول (GND) به زمین (GND) میکروکنترلر یا مدار واسط متصل شود.”
مثلا نحوه اتصال به Arduino UNO
HC-SR04 Arduino UNO
VCC 5V
GND GND
TRIG پایه دیجیتال D9
ECHO پایه دیجیتال D10
این ماژول نیازی به کتابخانه خاصی ندارد و صرفا با دستورات ساده خواندن و نوشتن پایه های دیجیتال هم قابل استفاده است اما برای استفاده راحتتر کتابخانه های متعددی دارد(مثل newping، Ultrasonic، HC-SR04 و غیره). برای نصب کتابخانه مناسب این مازول در نرم افزار آردوینو می توانید از قسمت Library Manager کتابخانه مورد نظر برای ماژول HC-SR04 را جستجو و مقایسه و نهایتا اقدام به نصب نمایید مثل لینک زیر :
برای مشاهده نمونه کدنویسی این مازول با آردوینو می توانید به فایل بخش دیتاشیت محصول و یا به لینک های زیر مراجعه نمایید :
نحوه عملکرد اندازهگیری
1. میکروکنترلر یک پالس کوتاه حدود 10 میکروثانیه به پایه TRIG ارسال میکند.
2. سنسور 8 موج اولتراسونیک با فرکانس 40kHz ارسال میکند.
3. موج به جسم برخورد کرده و به سمت گیرنده بازمیگردد.
4. پایه ECHO یک پالس HIGH با مدتزمان متناسب با زمان رفت و برگشت موج تولید میکند.
5. میکروکنترلر با اندازهگیری زمان این پالس، فاصله را محاسبه میکند. فرمول محاسبه فاصله:
Distance = Time × Speed of Sound ÷ 2
“سرعت صوت تقریباً343 متر بر ثانیه در دمای معمولی هوا است.”
نکات مهم در استفاده
• تغذیه استاندارد ماژول معمولاً 3.3-5V DC است. (توصیه شده 5V DC)
• پایه ECHO در بسیاری از نسخهها خروجی 5 ولت دارد؛ هنگام اتصال مستقیم به بردهای 3.3 ولتی مانند ESP32 و ESP8266 بهتر است از تقسیم ولتاژ یا مبدل سطح
منطقی برای جلوگیری از آسیب به میکروکنترلر استفاده شود.
• سطح جسم باید توانایی بازتاب امواج صوتی و مساحتی بیش از 0.5m2 را داشته باشد؛ سطوح بسیار نرم، جاذب صدا یا زاویهدار ممکن است باعث خطای اندازهگیری شوند.
• فاصله کمتر از محدوده حداقل سنسور (حدود 2 سانتیمتر) ممکن است باعث اندازهگیری نادرست شود.
• برای اجسام کوچک یا دارای شکل نامنظم، احتمال کاهش دقت وجود دارد.
• سنسور را در محیطهایی با نویز صوتی شدید یا جریان هوای زیاد با احتیاط استفاده کنید.
• فاصلهسنجی دقیقتر نیازمند نصب ثابت و قرارگیری مستقیم سنسور روبهروی جسم است.
• هنگام نصب، از پوشاندن یا آسیبدیدن سطح دو مبدل اولتراسونیک (فرستنده و گیرنده) جلوگیری کنید. این ماژول دارای پایه نگهدارنده است که برای استفاده ایمن و راحت تر می توانید از طریق لینک زیر مشاههده و تهیه نمایید :
• برای خواندن پایدارتر، بهتر است بین هر اندازهگیری کمی تأخیر نرمافزاری قرار داده شود.
• این سنسور برای اندازهگیری فاصله در هوا طراحی شده و برای محیطهای زیر آب یا مایعات بدون طراحی مناسب قابل استفاده نیست.
مشخصات فنی :
مدل: HC-SR04 (SRF04 Compatible)
نوع سنسور: سنسور اولتراسونیک (Ultrasonic Distance Sensor)
روش اندازهگیری: اندازهگیری فاصله بر اساس زمان رفت و برگشت امواج فراصوت (Time of Flight)
ولتاژ تغذیه: 3.3 تا 5 ولت DC (توصیه شده 5 ولت DC)
جریان کاری: حدود 15 میلیآمپر
جریان بیباری: کمتر از 2 میلیآمپر
فرکانس کاری مبدل: 40 کیلوهرتز
محدوده اندازهگیری: 2 تا 400 سانتیمتر
دقت اندازهگیری: حدود ±3 میلیمتر
تفکیکپذیری (Resolution): 0.3 سانتیمتر
زاویه مؤثر تشخیص: کمتر از 15 درجه
سیگنال Trigger: پالس TTL با عرض حداقل 10 میکروثانیه
خروجی Echo: پالس TTL متناسب با زمان بازگشت موج
رابط ارتباطی: Trigger / Echo (دیجیتال TTL)
تعداد پایهها: 4 پایه
پایههای ماژول: VCC، TRIG، ECHO، GND
نوع نصب: 4 عدد پین هدر 2.54 میلیمتر
ابعاد برد: حدود 45 × 20 × 15 میلیمتر
دمای کاری: توسط سازنده اصلی بهصورت رسمی اعلام نشده است.
سازگاری: Arduino، ESP32، ESP8266 (با مبدل سطح ولتاژ برای ECHO)، STM32، Raspberry Pi، AVR و سایر میکروکنترلرها
کاربردها: رباتیک، تشخیص مانع، فاصلهسنج، اندازهگیری سطح مخازن، پارکینگ هوشمند، اتوماسیون و پروژههای آموزشی
سوالات متداول :
ماژول HC-SR04 چیست و چه کاربردی دارد؟
ماژول HC-SR04 یک سنسور اولتراسونیک برای اندازهگیری فاصله اجسام بدون تماس است. این ماژول در پروژههای رباتیک، سیستمهای تشخیص مانع، اندازهگیری سطح مایعات، پارکینگ هوشمند و اتوماسیون صنعتی کاربرد گستردهای دارد.
محدوده اندازهگیری سنسور HC-SR04 چقدر است؟
این سنسور قادر است فاصله اجسام را در محدوده 2 تا 400 سانتیمتر اندازهگیری کند. دقت اندازهگیری به جنس سطح، زاویه جسم و شرایط محیطی بستگی دارد.
آیا HC-SR04 با آردوینو سازگار است؟
بله، این ماژول بهطور کامل با Arduino UNO، Mega، Nano، Pro Mini و سایر بردهای مبتنی بر AVR سازگار بوده و تنها به دو پایه دیجیتال برای کنترل نیاز دارد.
آیا میتوان از HC-SR04 با ESP32 یا ESP8266 استفاده کرد؟
بله، این سنسور با ESP32 و ESP8266 نیز قابل استفاده است. با این حال، به دلیل 5 ولتی بودن خروجی پایه ECHO در اکثر نسخههای HC-SR04، توصیه میشود برای اتصال به GPIOهای 3.3 ولتی از تقسیم ولتاژ یا مبدل سطح منطقی استفاده شود.
آیا این سنسور میتواند فاصله اجسام شفاف یا مایعات را اندازهگیری کند؟
HC-SR04 فاصله را با استفاده از امواج فراصوت اندازهگیری میکند. عملکرد آن روی سطوح صاف و سخت بسیار مناسب است، اما اجسام نرم، جاذب صدا، بسیار کوچک یا دارای زاویه زیاد ممکن است باعث کاهش دقت اندازهگیری شوند.
تفاوت HC-SR04 و SRF04 چیست؟
SRF04 نسخه اولیه این نوع سنسور اولتراسونیک است و HC-SR04 با الهام از آن طراحی شده است. هر دو عملکرد مشابهی دارند، اما از نظر طراحی مدار، ابعاد، کیفیت ساخت و برخی مشخصات فنی ممکن است تفاوتهایی داشته باشند.
آیا HC-SR04 در تاریکی نیز کار میکند؟
بله، از آنجا که این سنسور بر پایه امواج فراصوت کار میکند و به نور وابسته نیست، در تاریکی یا محیطهای کمنور نیز عملکرد مناسبی دارد.
آیا میتوان از HC-SR04 برای اندازهگیری سطح مخزن استفاده کرد؟
بله، در بسیاری از پروژهها از HC-SR04 برای اندازهگیری سطح مایعات یا مواد داخل مخازن استفاده میشود. برای دستیابی به نتایج دقیق، سنسور باید بهصورت عمود بر سطح مایع نصب شود و از وجود موانع در مسیر امواج جلوگیری شود.
پایههای TRIG و ECHO چه وظیفهای دارند؟
پایه TRIG برای شروع فرآیند اندازهگیری استفاده میشود و با دریافت یک پالس کوتاه، سنسور امواج فراصوت را ارسال میکند. پایه ECHO نیز مدتزمان رفت و برگشت امواج را بهصورت یک پالس دیجیتال در اختیار میکروکنترلر قرار میدهد تا فاصله محاسبه شود.
آیا HC-SR04 برای پروژههای رباتیک مناسب است؟
بله، به دلیل قیمت مناسب، دقت قابل قبول، راهاندازی آسان و سازگاری با انواع میکروکنترلرها، HC-SR04 یکی از پرکاربردترین سنسورهای فاصلهسنج در پروژههای رباتیک، آموزشی و صنعتی سبک به شمار میرود.
برای فرستادن دیدگاه، باید وارد شده باشید.
۱۵۷,۰۰۰ تومان
موجود
0
افرادی که اکنون این محصول را تماشا می کنند!
محصولات مرتبط
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.