（五）nodemcu初级：利用超声波传感器测距

在本次课程中中，我们将了解如何使用超声波传感器HC-SR04，了解它的工作原理以及学会如何与NodeMCU进行连接。当然了还能学会如何使用HC-SR04进行距离的测量。

在搭建电路之前，先来了解一下什么是HC-SR04传感器？

由名称可以知道，超声波传感器可以通过使用超声波来测量距离。传感器头发射超声波并接收从目标反射回来的波。超声波传感器通过测量发射和接收之间的时间来测量到目标的距离。当然，简单来说，超声波传感器是通过使用声波来测量物体的距离的装置。它通过发出特定频率的声波来测量距离，并等待该声波反弹。通过记录在产生的声波和声波反弹之间所花费的时间，可以计算传感器和物体之间的距离。

接下来我们开始来搭建硬件。

步骤1：材料准备

需要准备的元器件清单：

硬件要求

NodeMCU开发板

HC-SR04（超声波传感器）

面包板

跳线

*USB连接线

软件要求

*Arduino IDE

接下来我们开始搭建电路。

步骤2：原理说明

HC-SR04规格

电源：5v DC

测距距离：2cm至500cm

超声频率：40k Hz

步骤3：使用HC-SR04

超声波模块到底是怎么运行的呢？

在使用之前我们必须弄清楚这个传感器的运行方法，因为传感器本身只是把它的“ECHO”引脚保持在高电平，使之持续一段时间，这对应于从发送的波形到接收反射（回波）所花费的这一段时间。

模块发出一阵声波，同时向回声引脚施加电压。

该模块从声波接收反射并从回波引脚消除电压。

在测距的时候，超声波传感器中产生脉冲将数据发送到NodeMCU或任何其它的微控制器。

起始脉冲约为10us，基于距离的PWM信号将为150 us-25us。如果没有障碍物，则NodeMCU生成38us脉冲，以确认没有检测到物体。

在读取HC-SR04测的距离之前，得先了解如何计算距离的，这有一个公式。

公式：

Distance = 1/2×T×C

其中Distance是距离，T是发射和接收之间的时间，C是声速。

（该值乘以1/2，因为T是返回距离的时间。）

步骤4：连接HC-SR04

电路连接的方法如下：

HC-SR04传感器插到面包板

HC-SR04传感器Vcc连接到NodeMCU + 3.3v

HC-SR04传感器GND连接到NodeMCU GND

HC-SR04传感器Trig Pin连接到NodeMCU数字I / O D4

HC-SR04传感器Echo Pin连接到NodeMCU数字I / O D3

在开始编程之前，您需要安装Arduino IDE。

要在Arduino IDE中设置好NodeMCU的相关设置，不懂的可以回去看前面的课程。

步骤5：开始编程

本节课程序：

[scu name=”arduino-ide-post” platform=”esp32:esp32:esp32″]

// 定义引脚编号
const int trigPin = 2;  //D4
const int echoPin = 0;  //D3

// 定义变量
long duration;
int distance;

void setup() {
    pinMode(trigPin, OUTPUT); // 将trigPin设置为输出
    pinMode(echoPin, INPUT); // 将echoPin设置为输入
    Serial.begin(9600); // 启动串行通信
}

void loop() {
    // Clears the trigPin
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    
    //将trigPin设置为HIGH状态10微秒
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    
    // 读取echoPin，以微秒为单位返回声波传播时间
    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
    
    // 计算距离
    distance= duration*0.034/2;
    // 打印距离在串行监视器
    Serial.print("Distance: ");
    Serial.println(distance);
    delay(2000);
}
    

[/scu]

步骤6：输出演示

程序下载进开发板之后就可以开始测试了

您可以在串行监视器中看到超声波传感器的读数。

后面，也可以测量物体的距离，大家自己尝试一下。

提示：您还可以将LED和蜂鸣器连接起来，当超声波测到的距离在什么范围时就LED亮起，蜂鸣器响。

步骤7：距离测量

距离测量的时候，哪一个卡片啥的在前面挡住就可以测出距离，可以使用钢尺量一下是否精确，不精确的话在程序上可进行相应的调整，想知道调整方法，可以在下面留言。

本节课程序：

点击下载