Ultraschall-Entfernungsmesser sind kleine Module, die zur Abstandsmessung eingesetzt werden. Sie können verwendet werden, um die Entfernung zu einem Objekt zu ermitteln oder um festzustellen, ob sich etwas in der Nähe des Sensors befindet. Die Sensoren sind ideal für Projekte, die Navigation, Objektvermeidung und Haussicherheit (z.B. Bewegungsmelder) betreffen. Da sie den Abstand mithilfe von Schall messen, funktionieren sie im Dunkeln genauso gut wie bei Tageslicht. Im Umfeld von Arduino und Raspberry Pi sind diese Module aufgrund des großen Anwendungsbereichs äußerst beliebt.
Inhalt:
- Ultraschallsensoren Funktionsweise: Die Echolaufzeitmessung
- Anwendung von Ultraschallsensoren
- Anwendungsbeispiel: Abstandsmessung mit einem Ultraschallsensor und Arduino Uno
- Fazit: Einfache Integration & präzise Messungen
Ultraschallsensoren Funktionsweise: Die Echolaufzeitmessung
Wie der Name schon sagt, messen Ultraschallsensoren (Ultrasonic Ranger) die Entfernung mit Ultraschallwellen. Der Sensorkopf sendet dabei eine Ultraschallwelle aus und empfängt die vom Ziel reflektierte Welle. Ultraschallsensoren messen die Entfernung zum Ziel durch Messen der Zeit zwischen Aussendung und Empfang. Die Zeit, die das Echo benötigt, um den Sensor zu erreichen, wird bestimmt und wird zur Berechnung des Abstands verwendet, da die Schallgeschwindigkeit in Luft eine bekannte Konstante ist (343 m / s).
Messprinzip eines Ultraschallsensors: Die Echolaufzeitmessung
Anwendung von Ultraschallsensoren
Ultraschallsensoren werden überwiegend für die Bestimmung der Entfernung, der Position, der Anwesenheit oder des Niveaus eines Objekts angewendet. Da die Messungen unabhängig von Licht, Farbe, Staub, Rauch und Material (ausgenommen weicher Oberflächen wie Wolle) sind, können die Sensoren zuverlässig im Innen- oder Außenbereich eingesetzt werden.
Typische Anwendungen für einen Ultraschallsensor sind:
- Ermittlung des Wasserstandes
- Ermittlung der Füllmenge eines Getreidespeichers
- Flugkontrolle bei Drohnen
- Kollisionsvermeidung in der Robotik
- Haussicherheitseinrichtungen
Anwendungsbeispiel: Abstandsmessung mit einem Ultraschallsensor und Arduino Uno
Im folgenden Beispiel können Sie einfach und schnell die Entfernung von Punkt A zu Punkt B messen. Alles, was Sie dazu benötigen, ist ein Arduino Board (z.B. Arduino Uno), ein paar Jumper Wires, ein Steckbrett und eine rote und eine grüne LED.
Abstandsmessung mit Ultraschallsensor und Arduino Uno
Im Beispiel leuchtet die GRÜNE LED auf, wenn der Abstand mehr als 100 cm beträgt, und die ROTE LED leuchtet auf, wenn der Abstand zum Objekt weniger als 100 cm beträgt.
Arduino IDE
Um die Entfernungsmessungen anzuzeigen, öffnen Sie einfach die Arduino IDE. Klicken Sie auf "TOOLS" und wählen Sie den Serial Monitor.
Ausgabe der Sensormessungen
Solange Ihr Arduino über USB mit dem PC verbunden ist, erhalten Sie die entsprechenden Messungen.
Fazit: Einfache Integration & präzise Messungen
Ultraschallsensoren sind präzise und vielseitige Werkzeuge zur Abstandsmessung, die wegen ihrer Unabhängigkeit von Lichtverhältnissen und Materialeigenschaften in zahlreichen Bereichen eingesetzt werden können. Die Messung per Echolaufzeit ermöglicht exakte Distanzbestimmungen, wodurch sie sich besonders für Anwendungen in der Robotik, Haussicherheit und Füllstandskontrolle eignen.
Ihre einfache Integration in Plattformen wie Arduino und Raspberry Pi macht sie zudem für Forschungs- und Entwicklungsprojekte sehr attraktiv. Mit ihrem breiten Einsatzspektrum, das von Drohnennavigation bis zur Bewegungssteuerung reicht, sowie ihrer robusten und zuverlässigen Funktionsweise, sind Ultraschallsensoren ein wichtiges Element moderner Sensorik und Elektronik.
