Cảm biến HC-SR04 với ESP8266 NodeMCU

Hướng dẫn này chỉ ra cách sử dụng cảm biến siêu âm HC-SR04 với bảng NodeMCU ESP8266 sử dụng ESPHome trong Home Assistant. Để xác định khoảng cách đến một vật thể, cảm biến siêu âm sử dụng sonar. Chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách kết nối cảm biến với ESP8266 .

Cảm biến này đọc từ 2 cm đến 200 cm (0,8 in đến 78,7 in) với độ chính xác 0,3 cm (0,1 in), tốt cho hầu hết các dự án sở thích. Ngoài ra, mô-đun đặc biệt này đi kèm với các mô-đun máy phát và máy thu siêu âm.

Nền tảng cảm biến này mong đợi một cảm biến có thể được gửi xung kích hoạt trên một chân cụ thể và gửi xung tiếng vang sau khi phép đo đã được thực hiện. Bởi vì đôi khi (ví dụ, nếu không có đối tượng nào được phát hiện) xung tiếng vang không bao giờ được trả lại, cảm biến này cũng có tùy chọn thời gian chờ chỉ định thời gian chờ cho các giá trị.

Các bộ phận cần thiết

Để khởi động cảm biến này, các bộ phận sau đây là rất cần thiết.

Hình ảnh sau đây cho thấy cảm biến siêu âm HC-SR04.

Cảm biến siêu âm HC-SR04

Dữ liệu kỹ thuật cảm biến siêu âm HC-SR04

Bảng sau đây cho thấy các tính năng và thông số kỹ thuật chính của cảm biến siêu âm HC-SR04. Nếu bạn cần thêm thông tin, bạn sẽ cần tham khảo bảng dữ liệu cảm biến.

Cung cấp điện5V DC
Dòng điện làm việc15mA
Tần suất làm việc40kHz
Phạm vi tối đa4 mét
Phạm vi tối thiểu2cm
Đo gócThứ 15
Nghị quyết0,3cm
Kích hoạt tín hiệu đầu vàoBáo chí TTL 10uS
Tín hiệu đầu ra tiếng vangXung TTL tỷ lệ thuận với phạm vi khoảng cách
Kích thước45mm x 20mm x 15mm

HC-SR04 Cảm biến siêu âm Pin Assignment

Dưới đây là sơ đồ chân của cảm biến siêu âm HC-SR04.

VDCCấp nguồn cho cảm biến (5V)
TrigKích hoạt chân đầu vào
Tiếng dộiChân đầu ra tiếng vang
GNDĐất chung

Cảm biến siêu âm HC-SR04 hoạt động như thế nào?

Đó có phải là cách nó hoạt động:

  • Máy phát siêu âm (chân kích hoạt) phát ra âm thanh tần số cao (40 kHz).
  • Âm thanh truyền trong không khí. Nếu nó tìm thấy một đối tượng, nó sẽ trở về mô-đun.
  • Máy thu siêu âm (chân tiếng vang) nhận âm thanh phản xạ (tiếng vang).
Cách hoạt động của cảm biến HC-SR04

Có tính đến tốc độ âm thanh trong không khí và thời gian di chuyển (thời gian trôi qua kể từ khi truyền và nhận tín hiệu), chúng ta có thể tính toán khoảng cách đến một vật thể. Đây là công thức:

distancia a un objeto = ((velocidad del sonido en el aire)*tiempo)/2

Sơ đồ: ESP8266 NodeMCU với cảm biến siêu âm HC-SR04

Kết nối cảm biến siêu âm HC-SR04 với ESP8266 như trong sơ đồ sau. Chúng tôi đang kết nối chân Trig với GPIO5 và chân Echo với GPIO18, nhưng bạn có thể sử dụng bất kỳ chân phù hợp nào khác.

Sơ đồ cảm biến HC-SR04 với ESP8266
Sơ đồ chân cảm biến HC-SR04

Cấu hình cho ESPHome của cảm biến HC-SR04

# Ejemplo de configuración
sensor:
  - platform: ultrasonic
    trigger_pin: GPIO12
    echo_pin: GPIO14
    update_interval: 1s
    name: "Sensor ultrasónico"
    accuracy_decimals: 1
    filters:
      - lambda: if (isnan(x)) {  return 3.1; } return x;      

Các biến cấu hình cảm biến HC-SR04:

  • trigger_pin (Bắt buộc): Chân đầu ra để định kỳ gửi xung kích hoạt.
  • echo_pin (Bắt buộc): Chân đầu vào để chờ bật tiếng vang.
  • Khoai lang (Bắt buộc): Tên của cảm biến.
  • update_interval (tùy chọn) – Khoảng thời gian để kiểm tra cảm biến. Giá trị mặc định là Tags.60s

Tùy chọn nâng cao:

  • timeout (Tùy chọn): Số mét cho thời gian chờ. Hầu hết các cảm biến chỉ có thể phát hiện tối đa 2 mét. Mặc định là 2 mét.
  • pulse_time (tùy chọn) – Khoảng thời gian mà mã pin kích hoạt sẽ hoạt động. Giá trị mặc định là Tags.10us
  • id (tùy chọn) – Chỉ định thủ công ID được sử dụng để tạo mã.

Disclaimer

Hướng dẫn này giả định rằng người đọc có kiến thức và kinh nghiệm trung cấp về tạo mẫu điện tử, hàn, viết kịch bản, gỡ lỗi và thực hành an toàn. Như với bất kỳ dự án nào, có nhiều cách để đạt được kết quả mong muốn và đây chỉ là một trong số đó. Mặc dù tôi đã thực hiện hướng dẫn này kỹ lưỡng nhất có thể, tôi không đảm bảo và không chịu trách nhiệm về kết quả của việc làm theo bất kỳ hoặc tất cả các hướng dẫn trong tài liệu này.