📶 Проект: ультразвуковой охранный барьер на HC-SR04

HC-SR04 постоянно измеряет расстояние до противоположной стены или косяка двери. Появилось препятствие ближе порога — включается сирена.

Как это работает

HC-SR04 измеряет расстояние эхолокацией: передатчик шлёт короткий импульс ультразвука (~40 кГц, выше слышимости человека), приёмник ловит отражённую волну. Время полёта звука прямо пропорционально расстоянию, поэтому деление на 58 переводит микросекунды в сантиметры.

В отличие от ИК-барьера (нужны два модуля по разные стороны проёма), тут достаточно одного датчика, направленного на противоположную стену: он постоянно мерит расстояние до неё, и когда в проёме появляется человек — измеренное расстояние резко падает, это и есть сигнал тревоги.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, что указаны — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

1. HC-SR04: Trig → D9, Echo → D10, VCC → 5V, GND → GND.
2. Пассивный зуммер: сигнал → D8, GND → GND.
3. Направьте датчик через весь проём на противоположную стену.
4. Замерьте штатное расстояние через Serial-монитор при пустом проходе и выставьте `thresholdCm` чуть меньше.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, я языковая
// модель, а не специализированный кодер, могу что-то упустить.

const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
const int buzzerPin = 8;
const int thresholdCm = 80; // расстояние до стены при пустом проходе

long getDistanceCm() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  return duration / 58; // перевод времени полёта звука в сантиметры
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  long distance = getDistanceCm();
  Serial.print("Расстояние, см: ");
  Serial.println(distance);
  if (distance > 0 && distance < thresholdCm) {
    tone(buzzerPin, 1500);
  } else {
    noTone(buzzerPin);
  }
  delay(100);
}
                

Порог `thresholdCm` калибруется под проём — измерьте штатное расстояние через Serial-монитор и возьмите значение чуть меньше.

Частые проблемы

• Сирена срабатывает без причины — HC-SR04 чувствителен к мягким поверхностям (занавески, одежда), плохо отражающим ультразвук — добейтесь устойчивых показаний в пустом проёме перед калибровкой.
• Показания скачут или дают 0 — `pulseIn()` может вернуть 0, если эхо не пришло вовремя; проверьте, что датчик направлен на твёрдую поверхность.
• Не срабатывает на узких объектах — луч HC-SR04 узкий (конус ~15°), для широких проёмов нужно несколько датчиков или ИК-барьер.
• Зуммер не звучит — нужен именно пассивный зуммер, `tone()` на активном не работает как ожидается.

Как улучшить проект

• Усреднять несколько последних измерений для устойчивого порога без ложных срабатываний.
• Добавить задержку подтверждения — препятствие должно фиксироваться несколько измерений подряд.
• Добавить светодиод-индикатор расстояния для визуальной калибровки.

Товары по теме

Пассивный звуковой модуль зуммер KY-006 (HW-508) для Arduino

72 руб.

Купить

Ультразвуковой датчик расстояния и движения HC-SR04 для Arduino

123 руб.

Купить

Ещё модули для Arduino: Электронные модули.