{"id":38767,"date":"2023-04-21T13:36:07","date_gmt":"2023-04-21T18:36:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/diy-ultrasonic-distance-sensor\/"},"modified":"2025-01-21T00:51:38","modified_gmt":"2025-01-21T05:51:38","slug":"diy-ultrasonic-distance-sensor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/diy-ultrasonic-distance-sensor\/","title":{"rendered":"Ultraschall-Distanzsensor selber bauen"},"content":{"rendered":"

Ultraschallsensoren sind faszinierende kleine Bauteile, die uns erm\u00f6glichen, Distanzen zu Objekten ber\u00fchrungslos zu messen. Sie finden Anwendung in unz\u00e4hligen Bereichen, von der Robotik \u00fcber die Parkassistenz bis hin zu F\u00fcllstandsmessungen. Dieser Artikel beleuchtet den Selbstbau eines einfachen Ultraschall-Distanzmessers und erkl\u00e4rt die zugrundeliegenden Prinzipien.<\/p>\n

Funktionsweise eines Ultraschallsensors<\/h3>\n

Ein Ultraschallsensor arbeitet nach dem Prinzip der Echoortung. Er sendet einen kurzen Ultraschallimpuls aus und misst die Zeit, die der Schall ben\u00f6tigt, um zum Objekt und wieder zur\u00fcck zum Sensor zu gelangen. Da die Schallgeschwindigkeit in Luft bekannt ist, l\u00e4sst sich aus der Laufzeit die Entfernung berechnen.<\/p>\n

Ben\u00f6tigte Komponenten<\/h3>\n

F\u00fcr den Bau eines DIY-Ultraschallsensors ben\u00f6tigen wir folgende Komponenten:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Komponente<\/th>\nBeschreibung<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
HC-SR04 Modul<\/td>\nEnth\u00e4lt Sender, Empf\u00e4nger und Steuerungslogik<\/td>\n<\/tr>\n
Arduino Uno (oder \u00e4hnlich)<\/td>\nMikrocontroller zur Steuerung und Auswertung<\/td>\n<\/tr>\n
Steckbrett<\/td>\nZum Verbinden der Komponenten ohne L\u00f6ten<\/td>\n<\/tr>\n
Jumperkabel<\/td>\nZum Verbinden der Komponenten<\/td>\n<\/tr>\n
Widerstand (220 Ohm)<\/td>\nZum Schutz des Arduino-Eingangs<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Schaltungsaufbau<\/h3>\n

Der HC-SR04 Sensor besitzt vier Anschl\u00fcsse: VCC, GND, Trigger und Echo. VCC wird mit der 5V-Versorgung des Arduino verbunden, GND mit dem Ground-Pin. Der Trigger-Pin wird \u00fcber den 220 Ohm Widerstand mit einem digitalen Pin des Arduino verbunden (z.B. Pin 7), der Echo-Pin mit einem anderen digitalen Pin (z.B. Pin 8).<\/p>\n

Programmierung des Arduino<\/h3>\n

Der Arduino muss so programmiert werden, dass er einen kurzen Impuls (10 Mikrosekunden) an den Trigger-Pin sendet. Anschlie\u00dfend misst er die Zeit, die der Echo-Pin auf HIGH-Pegel ist. Diese Zeit entspricht der Laufzeit des Schalls. Die Entfernung berechnet sich dann mit folgender Formel:<\/p>\n

Distanz = (Laufzeit * Schallgeschwindigkeit) \/ 2<\/code><\/pre>\n
Die Schallgeschwindigkeit in Luft betr\u00e4gt ca. 343 m\/s oder 0,0343 cm\/\u00b5s. Die Division durch 2 ist notwendig, da der Schall die Strecke zweimal zur\u00fccklegt (hin und zur\u00fcck).  Beispielcode (vereinfacht):<\/p>\n
const int triggerPin = 7;\nconst int echoPin = 8;\n\nvoid setup() {\n  Serial.begin(9600);\n  pinMode(triggerPin, OUTPUT);\n  pinMode(echoPin, INPUT);\n}\n\nvoid loop() {\n  digitalWrite(triggerPin, LOW);\n  delayMicroseconds(2);\n  digitalWrite(triggerPin, HIGH);\n  delayMicroseconds(10);\n  digitalWrite(triggerPin, LOW);\n\n  long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);\n  long distance = duration * 0.034 \/ 2;\n\n  Serial.print(\"Distanz: \");\n  Serial.print(distance);\n  Serial.println(\" cm\");\n  delay(100);\n}<\/code><\/pre>\n
Kalibrierung und Fehlerquellen<\/h3>\n
Die Schallgeschwindigkeit ist temperaturabh\u00e4ngig. F\u00fcr pr\u00e4zise Messungen sollte der Sensor kalibriert werden.  Weitere Fehlerquellen k\u00f6nnen Reflexionen an anderen Objekten oder die Richtcharakteristik des Sensors sein.<\/p>\n
Erweiterte Anwendungen<\/h3>\n
Mit dem selbstgebauten Ultraschallsensor lassen sich diverse Projekte realisieren, z.B. ein Abstandswarner, ein Roboter, der Hindernissen ausweicht, oder eine F\u00fcllstandsanzeige.<\/p>\n
Der Bau eines DIY-Ultraschall-Distanzmessers ist ein interessantes und lehrreiches Projekt, das einen guten Einstieg in die Welt der Sensorik und Mikrocontroller bietet. Mit wenig Aufwand und geringen Kosten lassen sich  funktionst\u00fcchtige Systeme erstellen, die vielf\u00e4ltig eingesetzt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Ultraschallsensoren sind faszinierende kleine Bauteile, die uns erm\u00f6glichen, Distanzen zu Objekten ber\u00fchrungslos zu messen. Sie finden Anwendung in unz\u00e4hligen Bereichen, von der Robotik \u00fcber die Parkassistenz bis hin zu F\u00fcllstandsmessungen. Dieser Artikel beleuchtet den Selbstbau eines einfachen Ultraschall-Distanzmessers und erkl\u00e4rt die zugrundeliegenden Prinzipien. Funktionsweise eines Ultraschallsensors Ein Ultraschallsensor arbeitet nach dem Prinzip der Echoortung. Er<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":26464,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6405],"tags":[],"class_list":["post-38767","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","prodpage-classic"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/38767","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=38767"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/38767\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/26464"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=38767"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=38767"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=38767"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}