超声波传感器 HC-SR04

Overview

基础概况

HC-SR04 使用 40kHz 超声波进行非接触式测距，常见于智能小车、垃圾桶自动开盖、倒车雷达和入门教学项目。

工作原理：Trig 引脚接收到触发脉冲后，模块发出 8 个 40kHz 超声波脉冲。Echo 引脚输出高电平持续时间，主控根据声波往返时间计算距离。

Engineering

工程要点

难度: 入门
数据状态: 待核实
接口: GPIOTrig/Echo
常用主控: ArduinoESP32STM32Raspberry Pi Pico

供电与采购

供电: 5V
逻辑电平: Echo 常见为 5V
电流: < 15mA
购买关键词: HC-SR04 超声波超声波测距模块避障传感器

典型搭配

自动避障小车

根据距离阈值控制小车转向或停车。

HC-SR04 + ESP32 + L298N

自动开盖

检测人手靠近后驱动舵机开盖。

HC-SR04 + Arduino + SG90

Specifications

基础参数

参数	值	分组	备注
工作电压	5 V	电气参数	-
静态电流	< 2 mA	电气参数	-
探测角度	< 15 度	测量能力	-
有效盲区	2 cm	测量能力	-
最大测距	400 cm	测量能力	-

Pinout

引脚与接线

引脚	说明	连接建议	注意
VCC	5V 电源正极5V	5V / VIN	-
Trig	触发控制信号输入	GPIO 5	-
Echo	回响信号输出	GPIO 18	连接 3.3V 主控时建议分压
GND	地线	GND	-

Examples

代码示例

读取距离

python

import machine
import time

trigger = machine.Pin(5, machine.Pin.OUT)
echo = machine.Pin(18, machine.Pin.IN)

def get_distance():
    trigger.value(0)
    time.sleep_us(2)
    trigger.value(1)
    time.sleep_us(10)
    trigger.value(0)

    while echo.value() == 0:
        signal_off = time.ticks_us()
    while echo.value() == 1:
        signal_on = time.ticks_us()

    duration = signal_on - signal_off
    return (duration * 0.0343) / 2

while True:
    print("距离: {:.2f} cm".format(get_distance()))
    time.sleep(1)

读取距离

cpp

const int trigPin = 5;
const int echoPin = 18;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  float distance = duration * 0.0343 / 2;

  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  delay(1000);
}

Applications

应用场景

自动避障小车

当前方距离小于阈值时，主控命令电机后退或转向。

ESP32L298N 电机驱动

智能垃圾桶

检测到人手靠近后，使用舵机自动开盖。

ArduinoSG90 舵机

Warnings

注意事项

Echo 输出通常为 5V，直接接入 3.3V GPIO 存在风险。
软质材料或斜面反射会影响测距稳定性。

Relations

超声波传感器 HC-SR04

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典型搭配

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引脚与接线

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应用场景

自动避障小车

智能垃圾桶

注意事项

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