Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04: Khám Phá Giải Pháp Đo Khoảng Cách Chính Xác & Tiết Kiệm

Trong thế giới điện tử ngày càng phát triển, việc đo khoảng cách chính xác và hiệu quả đóng vai trò vô cùng quan trọng. Cảm biến siêu âm HC-SR04 nổi lên như một giải pháp tối ưu, được ưa chuộng bởi tính chính xác cao, giá thành phải chăng và dễ dàng sử dụng.

Bạn có tò mò muốn khám phá cách thức hoạt động và ứng dụng đa dạng của cảm biến siêu âm HC-SR04? Hãy cùng tôi tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây!

Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04 là gì?

Cảm biến siêu âm HC-SR04 là một thiết bị điện tử sử dụng sóng siêu âm để đo khoảng cách đến vật cản. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên việc phát ra sóng siêu âm và đo thời gian sóng phản hồi về cảm biến.

Nguyên Lý Hoạt Động

Cảm biến HC-SR04 hoạt động dựa trên nguyên lý phản xạ sóng siêu âm với 2 module chính: module phát và module thu sóng.

Module phát: Phát ra sóng siêu âm với tần số 40kHz.
Module thu:
- Khi gặp vật cản, sóng siêu âm phản xạ lại và được module thu tiếp nhận.
- Cảm biến tính toán khoảng cách dựa trên thời gian từ lúc phát đến lúc nhận sóng.

Công thức tính khoảng cách: Khoảng cách = (Thời gian x Vận tốc âm thanh (340 m/s)) / 2

Thông Số Kỹ Thuật

Dưới đây là thông số kỹ thuật chi tiết của cảm biến siêu âm HC-SR04:

Điện áp: 5V DC
Dòng hoạt động: < 2mA
Mức cao: 5V
Mức thấp: 0V
Góc tối đa: 15 độ
Khoảng cách: 2cm – 450cm (4.5m)
Độ chính xác: 3mm

Sơ Đồ Kết Nối Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04 với Arduino

Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04
Mô tả sơ đồ kết nối cảm biến siêu âm HC-SR04 với Arduino

Code Tham Khảo

/*
 * Kết nối:
            HCSR04                          Arduino
            VCC                               5V
            GND                               GND
            TRIG                              8
            ECHO                              7
       Nạp code mở Serial Monitor chọn No line ending, baud 9600.
 */

const int trig = 8;     // chân trig của HC-SR04
const int echo = 7;     // chân echo của HC-SR04

void setup()
{
    Serial.begin(9600);     // giao tiếp Serial với baudrate 9600
    pinMode(trig,OUTPUT);   // chân trig sẽ phát tín hiệu
    pinMode(echo,INPUT);    // chân echo sẽ nhận tín hiệu
}

void loop()
{
    unsigned long duration; // biến đo thời gian
    int distance;           // biến lưu khoảng cách
    
    /* Phát xung từ chân trig */
    digitalWrite(trig,0);   // tắt chân trig
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(trig,1);   // phát xung từ chân trig
    delayMicroseconds(5);   // xung có độ dài 5 microSeconds
    digitalWrite(trig,0);   // tắt chân trig
    
    /* Tính toán thời gian */
    // Đo độ rộng xung HIGH ở chân echo.   
    duration = pulseIn(echo,HIGH);  
    // Tính khoảng cách đến vật.
    distance = int(duration/2/29.412);
    
    /* In kết quả ra Serial Monitor */
    Serial.print(distance);
    Serial.println("cm");
    delay(200);
}

Ứng Dụng Của Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04

Cảm biến siêu âm HC-SR04 được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

Robot tự động: Hỗ trợ robot tránh vật cản, di chuyển theo tuyến đường định sẵn.
Đo mức chất lỏng: Xác định mức nước trong bồn chứa, bể chứa.
Hệ thống báo động: Phát hiện chuyển động bất thường, chống trộm.
Thiết bị IoT: Ứng dụng trong các dự án nhà thông minh, đo khoảng cách, giám sát môi trường.

Hình Ảnh Sản Phẩm

Dưới đây là hình ảnh chi tiết về cảm biến siêu âm HC-SR04:

Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04
Trên tay cảm biến siêu âm HC-SR04

Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04
Cận cảnh cảm biến siêu âm HC-SR04

Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04
Cảm biến siêu âm HC-SR04 với 4 chân kết nối

Cảm Biến Siêu Âm HC-SR04
Hình ảnh thực tế cảm biến siêu âm HC-SR04

Kết Luận

Cảm biến siêu âm HC-SR04 là một giải pháp đo khoảng cách hiệu quả, chính xác và tiết kiệm. Với những ưu điểm vượt trội, cảm biến HC-SR04 ngày càng được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực, từ robot tự động, đo mức chất lỏng đến hệ thống báo động và thiết bị IoT.

Thiết bị điện