ESP32 HC-SR04 Misuratore di distanza a ultrasuoni
Il sensore a ultrasuoni HC-SR04 calcola la distanza misurando il tempo di volo (Time of Flight) dell'onda sonora che emette dopo aver colpito un oggetto e essere rimbalzata indietro. In questo progetto invieremo un impulso di 10 microsecondi dall'ESP32 al pin TRIG del sensore e leggeremo il tempo di eco proveniente dal pin ECHO con `pulseIn()`. Visualizziamo la distanza calcolata in cm su un display LCD I2C 16x2. Poiché l'HC-SR04 funziona a 5V, è necessario un **divisore di tensione** sul pin EC
Video
Schema circuito
Codice sorgente
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2// BlueGrays · bluegrays.com
3// ESP32 HC-SR04 Misuratore di distanza a ultrasuoni
4// ─────────────────────────────────────────
5// Attiva l'HC-SR04 con un impulso TRIG, calcola la distanza (cm) dal tempo
6// dell'ECHO e la mostra su un LCD I2C 16x2 ogni 0.2 s. Se non torna nessun
7// eco, lo schermo mostra "Menzil disinda" (fuori portata).
8//
9// Pin:
10// GPIO 5 -> TRIG dell'HC-SR04
11// GPIO 18 -> ECHO dell'HC-SR04 (tramite un partitore di tensione)
12// Partitore: ECHO -> 1k -> GPIO 18 -> 2k -> GND
13// GPIO 21 -> SDA dell'LCD, GPIO 22 -> SCL dell'LCD
14// VCC dell'HC-SR04 e dell'LCD -> 5V (VIN), GND -> GND
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16#include <Wire.h>
17#include <LiquidCrystal_I2C.h>
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19// Definizione dei pin
20const int TRIG_PIN = 5;
21const int ECHO_PIN = 18; // Richiede un partitore di tensione 1k + 2k
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23// Indirizzo dell'LCD 0x27 o 0x3F
24LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
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26const float SOUND_SPEED_CM_PER_US = 0.0343f; // Velocità del suono (cm/us)
27const unsigned long PULSE_TIMEOUT_US = 30000UL; // Timeout dell'eco (~5 m)
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29void setup() {
30 pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
31 pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
32 digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
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34 // Pin I2C predefiniti della DevKit V1
35 Wire.begin(21, 22);
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37 lcd.init();
38 lcd.backlight();
39
40 // Schermata iniziale 3 s
41 lcd.setCursor(3, 0);
42 lcd.print("BlueGrays");
43 lcd.setCursor(1, 1);
44 lcd.print("HC-SR04 v1.0");
45 delay(3000);
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47 // Schermata principale
48 lcd.clear();
49 lcd.setCursor(0, 0);
50 lcd.print("Mesafe:");
51}
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53// Legge la distanza in cm, -1 in caso di errore
54float readDistanceCm() {
55 // Un impulso TRIG di 10 us avvia una misura
56 digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
57 delayMicroseconds(2);
58 digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
59 delayMicroseconds(10);
60 digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
61
62 unsigned long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, PULSE_TIMEOUT_US);
63 if (duration == 0) return -1.0f;
64 // Andata e ritorno, quindi dividere per 2
65 return (duration * SOUND_SPEED_CM_PER_US) / 2.0f;
66}
67
68void loop() {
69 float distance = readDistanceCm();
70
71 // Cancellare la riga in basso
72 lcd.setCursor(0, 1);
73 lcd.print(" ");
74 lcd.setCursor(0, 1);
75
76 if (distance < 0) {
77 lcd.print("Menzil disinda");
78 } else {
79 lcd.print(distance, 1); // 1 cifra decimale
80 lcd.print(" cm");
81 }
82
83 delay(200);
84}
85FAQ
Perché viene installato un divisore di tensione sulla linea ECHO?▾
L'HC-SR04 funziona a 5 V e il pin ECHO eroga 5 V; gli ingressi dell'ESP32 accettano al massimo 3,3 V. Il partitore realizzato con resistenze da 1 kΩ e 2 kΩ riduce la tensione da 5 V a circa 3,3 V, proteggendo così l’ESP32.
È necessario un divisore anche per il pin TRIG?▾
No. TRIG è un segnale proveniente dall'ESP32 diretto al sensore; il livello HIGH a 3,3 V dell'ESP32 viene rilevato dall'HC-SR04 in modo generalmente affidabile.
Con l'HC-SR04P è necessario un divisore?▾
Modelli come l'HC-SR04P e l'RCWL-1601 possono essere alimentati a 3,3 V; in questo caso anche l'uscita ECHO è a 3,3 V e non è necessario un divisore di tensione.
Come si può ottenere una misurazione della distanza più precisa?▾
La velocità del suono varia in funzione della temperatura (circa 343 m/s a 20 °C). La correzione della velocità del suono tramite un sensore di temperatura e il calcolo della mediana di alcune misurazioni aumentano la precisione.