樹莓派使用HC-SR04超聲波測距

超聲波模塊介紹

  超聲波測距原理很簡單：
  1、通過記錄發送超聲波的時間、記錄超聲波返回的時間，返回時間與發送時間相減得到超聲波的持續時間。
  2、通過公式：(超聲波持續時間 * 聲波速度) / 2就可以得出距離；

  HC-SR04參數：
  工作電壓： 5V
  工作電流：15mA
  最短測量距離：3cm
  最長測量距離：4m
  角度15度
  Trig引腳輸入信號：10us TTL 脈衝
  Echo引腳輸出信號：5v脈衝信號

超聲波模塊接線與工作過程

接線：

  總共4引腳：2電源引腳（Vcc、GND）和2個控制引腳Trig、Echo；
  Vcc爲5v供電
  Trig引腳用於接收樹莓派信號，可接所有GPIO口。
  Echo引腳用於發送測距結果給樹莓派，可接所有GPIO口，返回5v信號。

測距工作過程：

  1、樹莓派向Trig引腳發送持續10us的脈衝信號；
  2、HC-SR04發送超聲波，將Echo置位高電平，準備接收超聲波返回；
  3、HC-SR04收到超聲波返回把Echo置位低電平；

程序實現

  通過上面HC-SR04超聲波測距模塊使用過程，原理的分析，使用Python很容易就寫出了超聲波測距的Demo程序，具體實現如下：
  程序的關鍵點：
  1、獲取超聲波發送時的時間
  2、獲取超聲波返回時的時間
  3、把超聲波發送與返回的時間差帶入公式：(超聲波持續時間 * 聲波速度) / 2 即可得到距離

Trig_Pin = 14
Echo_Pin = 4

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
#設備GPIO工作方式IN/OUT
GPIO.setup(Trig_Pin,GPIO.OUT,initial = GPIO.LOW)
GPIO.setup(Echo_Pin,GPIO.IN)

def ultrasonic():
    #發送高電平到Trig引腳
    GPIO.output(Trig_Pin,GPIO.HIGH)
    #持續10us 微秒
    time.sleep(0.00001)
    GPIO.output(Trig_Pin,GPIO.LOW)
    #記錄發送超聲波時刻,發送前Echo_Pin爲低電平，當變爲高電平是說明超聲波已發送
    while GPIO.input(Echo_Pin) == GPIO.LOW:
        pass
    t1 = time.time()

    #記錄收到返回超聲波時刻，當Echo_變爲低電平時說明超聲波已經返回
    while GPIO.input(Echo_Pin) == GPIO.HIGH:
        pass
    t2 = time.time()

    #超聲波往返時間：t2-t1
    #聲波在空氣中傳播速度340m/s 記錄時間 t 來回 2
    #高電平時刻時間減去低電平時刻時間，得到超聲波傳播時間，單位轉換爲釐米乘以100
    distance = (t2-t1) * 340 *100 /2
return distance