HC-SR04距離センサー：Arduinoで超音波を使って距離を測る

HC-SR04は、前にある物体までの距離を音で測る、安くてとても普及しているセンサーです。コウモリが進む方向を見つけるのと同じしくみで、人には聞こえない高い周波数の音を出し、反響が戻ってくるまでの時間を測ります。駐車センサー、障害物をよけるロボット、タンクの水位計、身長計などの基本になっています。

HC-SR04はどう動く？

1. ArduinoがTRIGピンに10マイクロ秒のパルスを送ります。
2. センサーが40 kHzの音のパルスを8回出します。
3. 音が物体に当たって戻ってきます。その間、ECHOピンはHIGHのままです。
4. ArduinoはECHOがHIGHになっている時間を測り、距離を計算します。

音は空気中を約343 m/sで進むので、1センチメートル進むのに約29マイクロ秒かかります。測った時間は行きと帰りの合計なので、2で割ります：距離（cm）= 時間（µs）× 0.0343 / 2、簡単にいえば時間 / 58です。

仕様

Arduinoで距離を測る

VCCを5Vに、GNDをGNDに、TRIGを9番ピンに、ECHOを10番ピンにつなぎます。下のコードは距離をシリアルモニタに表示し、物体がないときや遠すぎるときはそのことを別に知らせます。

1const int TRIG_PIN = 9;    // tetik / trigger
2const int ECHO_PIN = 10;   // yankı / echo
3
4void setup() {
5  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
6  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
7  Serial.begin(9600);
8}
9
10void loop() {
11  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
12  delayMicroseconds(2);
13  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);      // 10 µs darbe / 10 µs pulse
14  delayMicroseconds(10);
15  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
16
17  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, 30000); // en fazla 30 ms bekle / wait max 30 ms
18  if (duration == 0) {
19    Serial.println("Menzil dışı / out of range");
20  } else {
21    float cm = duration * 0.0343 / 2;   // gidiş-dönüş / round trip
22    Serial.print(cm);
23    Serial.println(" cm");
24  }
25  delay(100);                          // ölçümler arası / between readings
26}

ESP32やRaspberry Pi Picoで使う

正確に測るためのコツ

• 柔らかい面や斜めの面：布、スポンジ、斜めの面は音をうまく反射しないため、測定できないことがあります。
• 平均を取る：3〜5回の測定の中央値を使うと、急な飛び値を取り除けます。
• 温度の影響：音速は1 °Cあたり約0.6 m/s変わります。精密な用途では、温度センサーで補正してください。
• 複数のセンサー：同時にトリガーしたセンサーはお互いの反響を拾ってしまいます。1つずつ順番にトリガーしてください。
• 測定間隔：前の反響が消えるように、測定の間は少なくとも60 ms空けてください。

センサーとブザーを組み合わせて駐車センサーを作るならブザーとは？を、ほかのセンサーについて知りたいならArduinoセンサーガイドを読んでみてください。