以下是基于Arduino和HC-SR04超声波传感器的超声波运动检测器基础电路图及说明,供参考:
电路图描述(文字版)
-
核心元件:
- Arduino UNO(或其他型号)
- HC-SR04超声波传感器
- LED(用于报警指示,可选)
- 蜂鸣器(用于声音报警,可选)
- 220Ω电阻(限流保护LED)
-
连接方式:
- HC-SR04传感器:
- VCC → Arduino的5V引脚
- GND → Arduino的GND引脚
- Trig → Arduino数字引脚D2(发送超声波信号)
- Echo → Arduino数字引脚D3(接收回波信号)
- 报警模块(可选):
- LED正极 → 串联220Ω电阻 → Arduino数字引脚D4
- LED负极 → Arduino的GND
- 蜂鸣器正极 → Arduino数字引脚D5
- 蜂鸣器负极 → Arduino的GND
- HC-SR04传感器:
-
电源:
- Arduino通过USB或外部电源(7-12V DC)供电。
工作原理
-
超声波测距:
- Arduino通过Trig引脚发送10μs的高电平脉冲,触发超声波发射。
- 传感器发射超声波,遇到障碍物后反射,Echo引脚输出高电平脉冲,脉冲宽度与距离成正比。
- Arduino测量Echo高电平时间(
t),计算距离:距离(cm) = t * 0.034 / 2。
-
运动检测逻辑:
- 持续测量距离并记录初始值作为基准。
- 当连续测量值与基准值的差值超过设定阈值(如10cm),判定为有物体移动,触发报警模块。
代码示例(Arduino IDE)
const int trigPin = 2;
const int echoPin = 3;
const int ledPin = 4;
const int buzzerPin = 5;
float baselineDistance = 0.0; // 初始基准距离
const float threshold = 10.0; // 运动检测阈值(单位:厘米)
void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
// 初始化时校准基准距离(确保前方无移动物体)
baselineDistance = getDistance();
}
void loop() {
float currentDistance = getDistance();
// 检测到距离变化超过阈值时触发报警
if (abs(currentDistance - baselineDistance) > threshold) {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
tone(buzzerPin, 1000); // 蜂鸣器响
delay(500);
digitalWrite(ledPin, LOW);
noTone(buzzerPin);
}
delay(100);
}
float getDistance() {
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
return duration * 0.034 / 2; // 返回厘米值
}
注意事项
- 传感器放置:确保超声波传感器指向检测区域,避免遮挡。
- 环境干扰:避免高温、强噪声或空气流动剧烈的环境(如风扇附近)。
- 阈值调整:根据实际场景修改代码中的
threshold值(例如从10cm改为5cm)。 - 供电稳定性:若使用长导线,建议在传感器VCC和GND之间加一个10μF电容以滤波。
如果需要更复杂的信号处理(如滤波、多方向检测),可扩展电路加入运放、比较器或多传感器阵列。
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