如何将HC-SR04超声波与树莓派连接
概述
hc-sr04超声波传感器作为测距模块销售，因为它可以精确地用于测量2cm到400cm范围内的距离。精度为3mm。
此超声波传感器的范围似乎非常小，但它足以满足其实施的应用，例如接近检测和障碍避免。
我已经使用过这个超声波传感器，我之前的几个项目包括：便携式超声波测距仪和障碍物避免机器人。
raspberry pi超声波传感器接口不同于连接led，按钮，lcd，电机等与raspberry pi。这是因为hc-sr04超声波传感器的输出处于5v逻辑电平，而raspberry pi工作在3.3v逻辑电平。
简要说明超声波传感器
如果您参考以前基于超声波传感器模块的项目，我简要讨论了模块的工作原理。在继续使用raspberry pi超声波传感器接口之前，我们将再次简要说明。
hc-sr04超声波传感器（或任何超声波传感器），适用于与radar和sonor相似的原理即传输信号并通过捕获反射信号分析目标。
hc-sr04超声波传感器如何工作？
在进入超声波传感器工作之前，让我们看一下hc-sr04超声波传感器的零件和引脚。
它基本上由三部分组成：超声波发射器，控制电路和超声波接收器。来到hc-sr04传感器的引脚，它只有四个引脚，即vcc，trig（触发器），echo（echo）和gnd。
背后的基本原理这里描述了超声波传感器。传感器中的超声波发射器可产生40 khz的超声波。然后该信号通过空气传播，如果其路径中有任何障碍物，信号将撞击物体并反弹回来。
然后超声波接收器收集这个反弹信号。根据信号的行程时间，您可以计算物体的距离，因为您已经知道声速。
如何计算距离？
现在我们将看到如何使用hc-sr04超声波传感器测量物体的距离。为了发送40 khz超声波，超声波传感器的trig引脚必须保持高电平至少持续10μs。
此后，超声波发射器将以40 khz发射一连串8脉冲超声波。传感器中的控制电路立即将echo引脚的状态改为high。此引脚保持高电平，直到超声波击中物体并返回超声波接收器。
根据回波引脚保持高电平的时间，您可以计算传感器与物体之间的距离。
例如，如果我们计算echo为高电平的时间为588μs，然后你可以借助声速计算距离，该速度等于340m/s。
距离=速度声音/（时间/2）= 340m/s/（588μs/2）= 10cm。
raspberry pi超声波传感器接口
现在我们已经了解了hc-sr04超声波传感器的工作原理，我们将继续与raspberry pi进行接口。在进行连接之前，您必须注意一点，raspberry pi工作在3.3v逻辑，而hc-sr04超声波传感器工作在5v。
raspberry pi需要读取echo引脚用于计算时间，因此raspberry pi上相应的gpio引脚必须配置为输入so，在将echo引脚连接到raspberry pi之前，必须将其提供给电平转换器。
有关此内容的更多信息，请参见电路设计部分。
电路图
下图显示了raspberry pi和hc-sr04超声波传感器之间的连接。该电路图由fritzing软件制作。
所需组件
raspberry pi 3 b型
hc-sr04超声波传感器
680ω电阻（1/4瓦）
1.5kω电阻（1/4瓦）
连接线
迷你面包板
电源
计算机
电路设计
将hc-sr04超声波传感器的trig引脚连接到物理引脚16即raspberry pi的gpio23。使用680ω和1.5kω电阻的组合将echo引脚转换为3.3v逻辑（大约）并将其连接到物理引脚18，即raspberry pi的gpio24。
最后，从raspberry pi引脚提供超声波传感器的+ 5v和gnd连接。
代码
以下python脚本用于hc-sr04超声波传感器和raspberry pi接口。
工作
这里实现了一个简单的项目，我们已经看到了如何界面带有raspberry pi的hc-sr04超声波传感器。该项目的工作已经在hc-sr04超声波传感器的工作原理部分进行了解释。
一个简单的计算程序是用python编写的，用于检测回波引脚的高电平并产生相等的距离。
应用程序
在这个项目中，我们已经看到了如何连接hc-sr04超声波传感器与raspberry pi。此设置可用于许多应用，例如：
障碍避免
接近检测
距离测量
测距仪
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raspberry pi超声波传感器接口不同于连接led，按钮，lcd，电机等与raspberry pi。这是因为hc-sr04超声波传感器的输出处于5v逻辑电平，而raspberry pi工作在3.3v逻辑电平。
简要说明超声波传感器
如果您参考以前基于超声波传感器模块的项目，我简要讨论了模块的工作原理。在继续使用raspberry pi超声波传感器接口之前，我们将再次简要说明。
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如何计算距离？
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此后，超声波发射器将以40 khz发射一连串8脉冲超声波。传感器中的控制电路立即将echo引脚的状态改为high。此引脚保持高电平，直到超声波击中物体并返回超声波接收器。
根据回波引脚保持高电平的时间，您可以计算传感器与物体之间的距离。
例如，如果我们计算echo为高电平的时间为588μs，然后你可以借助声速计算距离，该速度等于340m/s。
距离=速度声音/（时间/2）= 340m/s/（588μs/2）= 10cm。
raspberry pi超声波传感器接口
现在我们已经了解了hc-sr04超声波传感器的工作原理，我们将继续与raspberry pi进行接口。在进行连接之前，您必须注意一点，raspberry pi工作在3.3v逻辑，而hc-sr04超声波传感器工作在5v。
raspberry pi需要读取echo引脚用于计算时间，因此raspberry pi上相应的gpio引脚必须配置为输入so，在将echo引脚连接到raspberry pi之前，必须将其提供给电平转换器。
有关此内容的更多信息，请参见电路设计部分。
电路图
下图显示了raspberry pi和hc-sr04超声波传感器之间的连接。该电路图由fritzing软件制作。
所需组件
raspberry pi 3 b型
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680ω电阻（1/4瓦）
1.5kω电阻（1/4瓦）
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最后，从raspberry pi引脚提供超声波传感器的+ 5v和gnd连接。
代码
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工作
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应用程序
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