Capteur de distance HC-SR04 : mesurer une distance par ultrasons avec Arduino

Le HC-SR04 est un capteur bon marché et très répandu qui mesure la distance jusqu'à un objet grâce au son. Il fonctionne comme l'écholocation des chauves-souris : il émet un son à haute fréquence inaudible et mesure le temps que met l'écho à revenir. C'est la base des radars de recul, des robots qui évitent les obstacles, des jauges de niveau de réservoir et des toises électroniques.

Comment fonctionne le HC-SR04 ?

1. L'Arduino envoie une impulsion de 10 microsecondes sur la broche TRIG.
2. Le capteur émet 8 impulsions sonores à 40 kHz.
3. Le son rebondit sur l'objet et revient ; pendant ce temps, la broche ECHO reste à HIGH.
4. L'Arduino mesure la durée pendant laquelle ECHO reste à HIGH et calcule la distance.

Le son se déplace dans l'air à environ 343 m/s : il parcourt un centimètre en 29 microsecondes environ. La durée mesurée couvre l'aller et le retour, on la divise donc par deux : distance (cm) = durée (µs) × 0,0343 / 2, soit en gros durée / 58.

Caractéristiques techniques

Mesurer une distance avec Arduino

Relie VCC au 5V, GND au GND, TRIG à la broche 9 et ECHO à la broche 10. Le code ci-dessous affiche la distance dans le moniteur série et signale à part l'absence d'objet ou un objet trop lointain.

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
}

Utilisation avec l'ESP32 et la Raspberry Pi Pico

Conseils pour des mesures précises

• Surfaces molles ou inclinées : le tissu, la mousse et les surfaces en biais réfléchissent mal le son ; des mesures peuvent manquer.
• Fais une moyenne : prendre la médiane de 3 à 5 mesures supprime les sauts brusques.
• Effet de la température : la vitesse du son varie d'environ 0,6 m/s par degré ; pour un travail précis, corrige-la avec un capteur de température.
• Plusieurs capteurs : des capteurs déclenchés en même temps entendent les échos des autres ; déclenche-les l'un après l'autre.
• Intervalle de mesure : laisse au moins 60 ms entre deux mesures pour que l'écho précédent s'éteigne.

Pour associer le capteur à un buzzer et faire un radar de recul, lis Qu'est-ce qu'un buzzer ? ; pour découvrir d'autres capteurs, le Guide des capteurs Arduino.