Arduinoで超音波センサを使う（１）LEDの制御

　今回は　Arduino　に超音波センサ　HC-SR04 (ELEGOO社製)　を接続する方法について述べます。まずは、データシートを探してみます。早速、ありました。秋月電子通商のページにリンクされています。また、スイッチサイエンスのページにはサンプルプログラムが掲載されています。ただ、赤い文字で何やら気になる記述があります。。。気にせず行きます。

　スイッチサイエンスのサンプルプログラム、何の苦労もなしに動きます。シリアルモニターに測定距離が表示されます。超音波の反射する素材により大きな誤差が出ます。金属製の障害物にすると誤差の少ない値が出てきます。

https://www.switch-science.com/catalog/1606/　より

　では、プログラムを見ていきましょう。

　　int Trig = 8;        　

　　　//8番ピンをTrig端子とする

　　int Echo = 9;

 　　　//9番ピンをEcho端子とする

　　int Duration;

　　　　//Echo端子の出力に現れるパルス幅（データシート参照）

　　float Distance;　　 

         //測定距離

setup()

　　Serial.begin(9600);

         //シリアル通信の初期化

　　pinMode(Trig, OUTPUT);  

         //Trig端子を出力端子として使う

　　pinMode(Echo, INPUT);　　

         //Echo端子を入力端子として使う

loop()

　　digitalWrite(Trig, LOW);  

         //Trig端子にLOW電圧を出力する

　　delayMicroseconds(1);   

         //1us動作を停止する

　　digitalWrite(Trig, HIGH);  

         //Trig端子にHIGH電圧を出力する

　　delayMicroseconds(11);  

         //11us動作を停止する

　　digitalWrite(Trig, LOW);  

         //Trig端子にLOW電圧をかける

　　　　　　//ここまでの5行で11us幅のパルスを出力する

　　Duration = pulseIn(Echo, HIGH);  

         //Echo端子に入力されるパルスを検出します

　　if (Duration > 0)    

         //もし、パルスが検出されたら

　　　　Distance = Duration / 2;    

         //計測対象までの時間を半分にする（データシート参照）

　　　　Distance = Distance*340*100/1000000;　　

         //距離は時間×速度

　　　　Serial.print(Duration);    

         //伝達時間差

　　　　Serial.print(" us ");　　　 

         //usと表示
    　　Serial.print(Distance);　　

         //距離
    　　Serial.println(" cm");　　 

         //cmと表示

　　delay(500);　　　　　　　　　　 

         //500ms待って新たなトリガを発生

　では、ArduinoといえばLED（？）ですから、「超音波センサにより測定した距離が6cm以下になったらLEDが点灯する」というプロジェクトを遂行します（そんな大げさなものではない、6cmにしたのは本日のラッキーナンバーだったから）。

　プログラムの変更点としては、Distanceが６より小さくなったら、digitalWriteでLEDを点灯するだけで行けそうです。プログラムは以下のように変更します。

int Trig = 8;
int Echo = 9;
int LED = 13;
int Duration;
float Distance;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(Trig, OUTPUT);
  pinMode(Echo, INPUT);
  pinMode(LED, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(Trig,LOW);
  delayMicroseconds(1);
  digitalWrite(Trig,HIGH);
  delayMicroseconds(11);
  digitalWrite(Trig,LOW);
  Duration = pulseIn(Echo,HIGH);
  if (Duration>0) {
    Distance = Duration/2;
    Distance = Distance*340*100/1000000;
    Serial.print(Duration);
    Serial.print(" us ");
    Serial.print(Distance);
    Serial.println(" cm");
  }
  if (Distance < 6.0) {
    digitalWrite(LED, HIGH);
  }
  else {
    digitalWrite(LED, LOW);
  }
  delay(500);
}

プログラムの説明は省略します。質問はコメントのほうへお願いします。完成した回路は次の写真のようなものです。

  

　回路図は、以下の通りです。

　今回は以上です。次回は、超音波センサを利用してモーター制御をしたいと思います。