Sensor HC SR04 – Precisión y Tecnología Ultrasónica

🧠 ¿Qué es el Sensor HC SR04?

El Sensor HC-SR04 es un sensor ultrasónico que permite medir distancias utilizando ondas de sonido. Funciona emitiendo un pulso ultrasónico y midiendo el tiempo que tarda en regresar después de rebotar en un objeto.

 

📐 Especificaciones Técnicas

Característica	Valor
Tensión de operación	5V DC
Corriente de trabajo	15 mA (aprox.)
Rango de medición	2 cm – 400 cm
Precisión	±3 mm
Ángulo de medición	<15°
Frecuencia ultrasónica	40 kHz
Tiempo mínimo entre lecturas	60 ms
Pines	VCC, Trig, Echo, GND

 

⚙️ ¿Cómo funciona?

1. Se envía un pulso de 10 µs al pin Trig.
2. El sensor emite 8 pulsos ultrasónicos de 40 kHz.
3. El pin Echo se activa mientras el sonido rebota y vuelve.
4. Midiendo el tiempo que tarda en volver el sonido se calcula la distancia:

Distancia (cm)=Tiempo (μs)58\text{Distancia (cm)} = \frac{\text{Tiempo (μs)}}{58}Distancia (cm)=58Tiempo (μs)​

⚠️ Atención

• El módulo Sensor HC SR04 debe insertarse en el circuito antes de ser alimentado para evitar producir un alto nivel de mal funcionamiento; si se produce, alimenta de nuevo.
• No se sugiere que el módulo se conecte directamente a la electricidad, si se conecta eléctricamente, el terminal GND debe conectarse al módulo primero, de lo contrario, afectará el funcionamiento normal del módulo.
• Cuando se prueban objetos, el rango de área no es inferior a 1.6 ft cuadrados y el avión solicita lo más suave posible, de lo contrario, afectará los resultados de la medición.

🔌 Conexión a Arduino

HC-SR04	Arduino
VCC	5V
GND	GND
Trig	Pin digital 9
Echo	Pin digital 10

 

🔧 Código Básico en Arduino

const int trigPin = 9;

const int echoPin = 10;

long duration;

int distance;

 

void setup() {

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

Serial.begin(9600);

}

 

void loop() {

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

 

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

 

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

distance = duration * 0.034 / 2;

 

Serial.print(“Distancia: “);

Serial.print(distance);

Serial.println(” cm”);

delay(500);

}

🛠️ Proyectos Comunes

• 🚗 Robot evita obstáculos
• 📏 Medidor de distancia digital
• 🧱 Sensor de nivel para líquidos
• 🏠 Sistemas de seguridad o alarmas
• 🚪 Contador de personas o apertura automática

🛠️ Proyectos Comunes con HC-SR04

1. 🚗 Robot Evita Obstáculos

Descripción:
El Sensor HC SR04 detecta la distancia frontal. Si el obstáculo está cerca (por ejemplo, < 15 cm), el robot gira o retrocede.

Conexiones básicas:

• HC-SR04 al microcontrolador (Arduino/Nano):
  • Trig → Pin 9
  • Echo → Pin 10
• Motores controlados con puente H (L298N o L293D)

Condición de control:

if (distance < 15) {

// detener o cambiar dirección

}

Componentes sugeridos:

• Arduino Uno o Nano
• Sensor HC-SR04
• Módulo L298N
• Motores DC
• Batería Li-ion 7.4V

 

2. 📏 Medidor de Distancia Digital (con display LCD/Serial)

Descripción:
Muestra la distancia medida en un display LCD o monitor serial.

Conexiones adicionales:

• LCD I2C → SDA/SCL (A4/A5 en Arduino UNO)

Código básico adicional (LCD):

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

lcd.begin();

lcd.print(“Distancia:”);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(distance);

Componentes:

• Sensor HC-SR04
• Display LCD 16×2 con I2C
• Arduino Uno/Nano
• Jumpers + protoboard

 

3. 🧱 Sensor de Nivel de Líquido (tanques)

Descripción:
El sensor se ubica en la parte superior del tanque para medir la distancia hasta la superficie del líquido. Se calcula el nivel restando esa distancia a la altura del tanque.

Fórmula:

nivel_cm = altura_tanque – distancia;

Aplicaciones típicas:

• Control de bombas de agua
• Alertas por nivel bajo/alto

Extras opcionales:

• LED rojo/verde para indicar niveles
• Alarma sonora (buzzer)

 

4. 🏠 Sistema de Alarma por Detección de Movimiento

Descripción:
Se activa una alarma si se detecta movimiento en un rango definido (por ejemplo, un cambio abrupto de distancia).

Lógica básica:

if (abs(distancia – distanciaAnterior) > 10) {

// Activar alarma

}

Componentes:

• Sensor HC-SR04
• Buzzer activo
• Arduino
• LED de estado

 

1. 🚪 Contador de Personas (paso por puerta)

Descripción:
Coloca dos sensores HC-SR04 en una puerta. Detectan el orden de entrada/salida para incrementar o decrementar un contador.

Lógica ejemplo:

• Si Sensor 1 activa antes que Sensor 2 → entrada
• Si Sensor 2 activa antes que Sensor 1 → salida

Requiere:

• Dos sensores HC-SR04
• Algoritmo de control por interrupciones o comparación de tiempos
• Display o salida serial para mostrar el conteo

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