HC-SR04-Entfernungssensor: Ultraschall-Abstandsmessung mit Arduino

Der HC-SR04 ist ein günstiger, sehr verbreiteter Sensor, der den Abstand zu einem Gegenstand per Schall misst. Er arbeitet wie die Orientierung von Fledermäusen: Er sendet einen hochfrequenten, unhörbaren Ton aus und misst, wie lange das Echo zurück braucht. Er ist die Basis für Parksensoren, Roboter, die Hindernissen ausweichen, Füllstandsmesser und Größenmesser.

Wie funktioniert der HC-SR04?

1. Der Arduino sendet einen 10-Mikrosekunden-Impuls an den TRIG-Pin.
2. Der Sensor sendet 8 Schallimpulse mit 40 kHz aus.
3. Der Schall prallt vom Gegenstand ab und kehrt zurück; währenddessen bleibt der ECHO-Pin auf HIGH.
4. Der Arduino misst, wie lange ECHO HIGH bleibt, und berechnet den Abstand.

Schall bewegt sich in Luft mit etwa 343 m/s, legt also einen Zentimeter in rund 29 Mikrosekunden zurück. Die gemessene Zeit umfasst Hin- und Rückweg und wird halbiert: Abstand (cm) = Zeit (µs) × 0,0343 / 2, vereinfacht Zeit / 58.

Technische Daten

Abstand mit Arduino messen

Verbinde VCC mit 5V, GND mit GND, TRIG mit Pin 9 und ECHO mit Pin 10. Der Code unten gibt den Abstand im seriellen Monitor aus und meldet gesondert, wenn kein Gegenstand da oder er zu weit weg ist.

const int TRIG_PIN = 9;    // tetik / trigger
const int ECHO_PIN = 10;   // yankı / echo

void setup() {
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);      // 10 µs darbe / 10 µs pulse
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, 30000); // en fazla 30 ms bekle / wait max 30 ms
  if (duration == 0) {
    Serial.println("Menzil dışı / out of range");
  } else {
    float cm = duration * 0.0343 / 2;   // gidiş-dönüş / round trip
    Serial.print(cm);
    Serial.println(" cm");
  }
  delay(100);                          // ölçümler arası / between readings
}

Einsatz mit ESP32 und Raspberry Pi Pico

Tipps für genaue Messungen

• Weiche und schräge Flächen: Stoff, Schaumstoff und schräge Flächen reflektieren Schall schlecht; Messungen können ausfallen.
• Mittelwert bilden: Der Median aus 3–5 Messungen entfernt plötzliche Sprünge.
• Temperatureinfluss: Die Schallgeschwindigkeit ändert sich um etwa 0,6 m/s pro 1 °C; für präzise Aufgaben mit einem Temperatursensor korrigieren.
• Mehrere Sensoren: Gleichzeitig ausgelöste Sensoren hören gegenseitig ihre Echos; löse sie nacheinander aus.
• Messabstand: Lass zwischen zwei Messungen mindestens 60 ms, damit das vorige Echo abklingt.

Wie du den Sensor mit einem Buzzer zum Parksensor kombinierst, steht in Was ist ein Buzzer?; weitere Sensoren stellt der Arduino-Sensoren-Überblick vor.