Ultraschall Abstandssensor HC-SR04

Autor: Lukas Honerlage
Betreuer: Prof. Schneider

Aufgabe

In diesem Artikel werden folgenden Punkte abgearbeitet:

• Auswahl eines Primärsensors ---> HC-SR04

• Analyse des Sensors anhand Literaturrecherche

• Analyse des Sensors praktisch

• (Signalvorverarbeitung)

• Bewertung der Sensordaten

• Inbetriebnahme des Abstandssensor: HC-SR04

Einleitung

Der HC-SR04 ist ein Ultraschall-Sensormodul, welches mit Hilfe eines Ultraschallimpulses, berührungslos den Abstand zu einem Objekt messen kann. Das Ultraschallmodul hat einen Arbeitsbereich von 3 cm bis zu 4 m. Es besitzt eine Auflösung von 3 mm.

Technische Übersicht

Eigenschaft	Daten
Spannungsversorgung	VCC 5 V
Stromaufnahme	< 15 mA
Messbereich	3 cm bis ca. 400 cm
Messintervall	0,3 cm
Messfrequenz	40 Hz
Abmessung (l,b,h)	45 mm x 25 mm x 20 mm
Kompatibel mit	Raspberry Pi, Banana Pi, pcDuino

Pin	Funktion
1. VCC-Pin	5 V
2. Trigger-Pin	TTL-Pegel
3. Echo-Pin	Messergebnis, TTL-Pegel
4. GND	0 V

Equipment

Verwendete Software

Für die Abarbeitung der obgenannten Aufgabestellungen wurde folgenden Software verwendet:

• Arduino Software IDE 1.8.13
• MATLAB/Simulink 2019a
• Fritzing
• Tortoise SVN

Verwendete Komponente

Für die Abarbeitung der obgenannten Aufgabestellungen wurde folgenden Komponente eingesetzt:

• Ultraschall Abstandssensor: HC-SR04
• LCD Display mit I2C Anschluss
• Arduino UNO R3 (AZ-Delivery Edition)

Messkette

• Bussystem

Für den Sensor wird kein Bussystem benötigt.

Signalverarbeitung

Mathematisches Hilfsmittel

Umgang mit der Messunsicherheit

Schallgeschwindigkeit in einem bestimmten Medium (Luft) kann die Distanz zum detektierten Objekt errechnet werden.
$Strecke = v_{Luft} \cdot \dfrac {t_{mess}}{2}$

Quellenverzeichnis

https://www.mikrocontroller.net/attachment/218122/HC-SR04_ultraschallmodul_beschreibung_3.pdf
http://www.pcserviceselectronics.co.uk/arduino/Ultrasonic/electronics.php
http://www.pcserviceselectronics.co.uk/arduino/Ultrasonic/HC-SR04-cct.pdf
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A300/SEN-US01-DATASHEET.pdf

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