Подключение ультразвукового датчика к Ардуино

Самым распространенным ультразвуковым (УЗ) локатором для Arduino является модуль HC-SR04 [1]. Одним из недостатков данного устройства является отсутствие температурной компенсации, теоретически это свойство можно использовать для измерения температуры [2]. Существует подобный УЗ датчик US-100 в котором уже предусмотрена подобная компенсация. Датчик был приобретен на Али за 2,5 доллара.

Датчик поставляется в полиэтиленовом пакете.

Конструктивно датчик US-100 напоминает HC-SR04, единственным заметным отличием является второй контакт заземления и наличие перемычки для переключения режимов работы.

Датчик имеет габариты 44 х 26 х 23 мм и массу 8,4 г. Диаметр УЗ излучателя и приемника составляет 16 мм.

Дальность действия датчика составляет 4 метра, угол зрения 15 градусов, то есть эти параметры аналогичны таковым у HC-SR04. Диапазон рабочих температур датчика составляет от -20 до +70 градусов Цельсия [3,4].

Схема принципиальная УЗ датчика

Рассматриваемый датчик может работать при напряжении питания от 2,4 В до 5,5 В [3,4], что выгодно отличает US-100 от HC-SR04. HC-SR04 требует для питания строго напряжения 5 В. Данное обстоятельство позволяет использовать US-100 вместе с платами Arduino, рассчитанными как на 5 В так и на 3,3 В без дополнительных DC-DC преобразователей.

При надетой перемычке датчик передает информацию через последовательный порт, программу для Arduino позволяющую использовать US-100 в данном режиме, можно взять здесь [3].

Схема подключения двойного выключателя на 2 лампочки в люстре

В этом режиме датчик потребляет 2,5 мА при напряжении 5 В и 3,25 мА при 3,3 В.

При снятой перемычке логика работы US-100 ничем не отличается от таковой у HC-SR04 [1, 5]. Как показал опыт автора в данном случае нельзя подключать датчик к 0 и 1 портам Arduino.

В этом режиме датчик потребляет 2,4 мА при 5 В и 1,8 мА при 3,3 В.

Датчик US-100 корректно измеряет расстояние до твердой поверхности. При облучении ультразвуком ворсистой поверхности, рассматриваемый датчик завышает расстояние до препятствия, а в непосредственной близости выдает, что расстояние превышает радиус действия датчика. В целом датчик существенно превосходит HC-SR04 по точности измерения расстояния, кроме этого US-100 может передавать данные по последовательному интерфейсу, имеет более широкий диапазон напряжений питания. Все это по субъективному мнению автора оправдывает заметно более высокую стоимость US-100 по сравнению с HC-SR04.