Sensore di distanza HC-SR04: misurare distanze a ultrasuoni con Arduino

L'HC-SR04 è un sensore economico e diffusissimo che misura la distanza da un oggetto tramite il suono. Funziona come l'ecolocalizzazione dei pipistrelli: emette un suono ad alta frequenza non udibile e misura quanto tempo impiega l'eco a tornare. È alla base di sensori di parcheggio, robot che evitano gli ostacoli, misuratori di livello dei serbatoi e misuratori di altezza.

Come funziona l'HC-SR04?

1. Arduino invia un impulso di 10 microsecondi al pin TRIG.
2. Il sensore emette 8 impulsi sonori a 40 kHz.
3. Il suono rimbalza sull'oggetto e torna indietro; nel frattempo il pin ECHO resta HIGH.
4. Arduino misura per quanto tempo ECHO resta HIGH e calcola la distanza.

Il suono viaggia nell'aria a circa 343 m/s, quindi percorre un centimetro in circa 29 microsecondi. Il tempo misurato comprende andata e ritorno, perciò si divide per due: distanza (cm) = tempo (µs) × 0,0343 / 2, in breve tempo / 58.

Caratteristiche tecniche

Misurare la distanza con Arduino

Collega VCC a 5V, GND a GND, TRIG al pin 9 ed ECHO al pin 10. Il codice qui sotto scrive la distanza sul monitor seriale e segnala a parte quando non c'è nessun oggetto o è troppo lontano.

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
}

Uso con ESP32 e Raspberry Pi Pico

Consigli per misure precise

• Superfici morbide e inclinate: tessuti, spugne e superfici angolate riflettono male il suono; alcune misure possono mancare.
• Fai la media: usare la mediana di 3–5 letture elimina i salti improvvisi.
• Effetto della temperatura: la velocità del suono cambia di circa 0,6 m/s per ogni grado; per lavori precisi correggila con un sensore di temperatura.
• Più sensori: sensori attivati insieme sentono gli echi degli altri; attivali uno dopo l'altro.
• Intervallo tra le misure: lascia almeno 60 ms tra una lettura e l'altra perché l'eco precedente si spenga.

Per unire il sensore a un buzzer e realizzare un sensore di parcheggio leggi Che cos'è un buzzer?; per conoscere altri sensori, la Guida ai sensori per Arduino.