🔊 ULTRASONIK ANTEN & SENSÖR DEVRESI 📡

HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörü + Anten Tasarımı
Bileşenlerin üzerine gelin → Detayları görün | Fare tekerleği ile zoom yapın
ULTRASONIK ANTEN VE SENSÖR SİSTEMİ 40 kHz Frekans | 2cm - 400cm Mesafe Aralığı KONTROLÖR Arduino UNO / MCU • Trig Pin → D9 • Echo Pin → D10 • VCC → 5V HC-SR04 MODÜLÜ Ultrasonik Mesafe Sensörü VCC TRIG ECHO GND TX Verici 40kHz RX Alıcı 40kHz +5V TRIG (10µs pulse) ECHO (pulse width) GND HEDEF OBJE Yansıtıcı Yüzey d = v × t / 2 v = 343 m/s (ses hızı) ANTEN TASARIMI TRANSMITTER ANTENİ (Piezoelektrik - TX) • Frekans: 40 kHz • Çap: 16mm • Açı: 15° (beam) • Güç: 1-2W RECEIVER ANTENİ (Piezoelektrik - RX) • Frekans: 40 kHz • Çap: 16mm • Açı: 15° (reception) • Hassasiyet: Yüksek ANTEN KARAKTERİSTİKLERİ 📡 YAYILIM ÖZELLİKLERİ: • Dalga Boyu (λ): 8.6mm @ 40kHz • Beam Açısı: 15° (dar yönlü) • Maksimum Menzil: 4 metre • Minimum Menzil: 2 cm • Çözünürlük: ±3mm • Açısal Kapsama: 30° konik ⚡ ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER: • Çalışma Gerilimi: 5V DC • Akım Tüketimi: 15mA • Trig Pulse: 10µs (min) • Echo Pulse: 150µs - 25ms • Ölçüm Döngüsü: 60ms • Empedans: ~300Ω ⏱️ ZAMANLAMA DİYAGRAMI TRIG: 10µs TX: 8 pulse @ 40kHz ECHO: t (pulse width) = 2 × d / v MESAFEHESAPLAMASI: d (cm) = (t × 0.0343) / 2 = t / 58.2 UYGULAMA ALANLARI 🚗 Otopark Sensörü: Araçlarda geri park mesafe uyarısı 🤖 Robot Navigasyonu: Otonom robot engel algılama 📏 Mesafe Ölçüm: Hassas mesafe ve seviye ölçümü 🏭 Endüstriyel Otomasyon: Konveyör sistemi, depo yönetimi 🚪 Otomatik Kapı: Yaklaşım algılama ve aktivasyon 💧 Sıvı Seviye: Tank ve hazne doluluk seviyesi HC-SR04 Module | 40kHz Piezo Transceivers | Arduino Compatible | Real-time Distance Measurement
Güç Hatları (5V DC)
Sinyal Hatları (TRIG/ECHO)
Toprak (GND)
Ultrasonik Dalgalar (40kHz)

🔊 ULTRASONIK PRENSİBİ

  • Frekans: 40 kHz (işitilemez)
  • Dalga Boyu: λ = v/f = 343/40000 = 8.6mm
  • Ses Hızı: 343 m/s @ 20°C
  • Yayılım: Hava ortamında longitudinal dalga
  • Yansıma: Katı yüzeylerden geri yansır
  • Zaman Ölçümü: Echo pulse genişliği
  • Hassasiyet: Sıcaklık kompanzasyonu gerekir

📡 ANTEN TASARIMI

  • Piezoelektrik Kristal: PZT seramik malzeme
  • Çap: 16mm (standart HC-SR04)
  • Rezonans: 40 kHz ±1 kHz
  • Beam Açısı: 15° (dar yönlü)
  • TX Güç: 1-2W elektriksel
  • RX Hassasiyet: 0.1 Pa min algılama
  • Montaj: Paralel düzlem, 24mm aralık

⚙️ HC-SR04 ÖZELLİKLERİ

  • Çalışma Gerilimi: 5V DC
  • Akım Tüketimi: 15mA (aktif)
  • Menzil: 2cm - 400cm
  • Çözünürlük: 0.3cm
  • Ölçüm Açısı: 30° (konik)
  • Trig Pulse: 10µs min (HIGH)
  • Echo Timeout: 38ms max
  • Boyut: 45×20×15mm

🔧 BAĞLANTI TALİMATLARI

  • VCC: Arduino 5V pinine bağlanır
  • TRIG: Digital pin (D9) - OUTPUT
  • ECHO: Digital pin (D10) - INPUT
  • GND: Arduino GND pinine
  • Kablo: Max 30cm (sinyal bütünlüğü)
  • Montaj: Düz yüzeye, titreşimsiz
  • Yönlendirme: Hedef dik açıda

🧮 MESAFE HESAPLAMA FORMÜLÜ

Temel Prensip: Ses dalgası gidip gelir (2x mesafe)

1. Trig Pulse Gönder:
   - 10µs HIGH pulse → TRIG pinine
   - HC-SR04 8 adet 40kHz pulse gönderir

2. Echo Pulse Ölç:
   - ECHO pininde pulse genişliğini ölç (µs)
   - t = pulseIn(echoPin, HIGH)

3. Mesafe Hesapla:
   Ses hızı: v = 343 m/s = 0.0343 cm/µs
   
   d = (v × t) / 2
   d = (0.0343 cm/µs × t) / 2
   d = t / 58.2  (basitleştirilmiş)
   
   Örnek:
   t = 1000 µs → d = 1000 / 58.2 = 17.18 cm ✓

4. Sıcaklık Kompanzasyonu (opsiyonel):
   v(T) = 331.4 + 0.6 × T (°C)
   @ 25°C: v = 346.4 m/s

⚠️ ÖNEMLİ UYARILAR

  • Ölçüm Aralığı: Her ölçüm arasında min 60ms bekleme!
  • Yüzey Özellikleri: Yumuşak/eğik yüzeyler hatalı okuma verir
  • Açı: Hedef yüzey sensöre dik olmalı (max ±15°)
  • Çoklu Sensör: Birbirine karışabilir, farklı zamanlarda tetikle
  • Sıcaklık: Aşırı sıcaklıklarda ses hızı değişir
  • Gürültü: Elektriksel gürültü ECHO sinyalini bozar
  • Küçük Objeler: 1cm'den küçük hedeflerde hata oranı yüksek
  • Cam Yüzeyler: Düzgün cam tam yansıma yapmayabilir

✅ BAŞARILI KULLANIM İÇİN

  • ✨ Sabit Montaj: Sensörü titreşimden uzak tutun
  • 🎯 Dik Açı: Hedef yüzeye dik bakış sağlayın
  • 🔋 Kararlı Güç: 5V regüle güç kaynağı kullanın
  • 📏 Kalibre Mesafe: Bilinen mesafede test edin
  • 🌡️ Sıcaklık Sensörü: Hassas uygulamalarda kompanzasyon
  • 🔢 Ortalama Alma: 3-5 ölçümün ortalamasını alın
  • 🛡️ Hata Kontrolü: Timeout ve range kontrolü yapın
  • 💻 Düşük Latency: pulseIn() fonksiyonu bloklayıcıdır, dikkat!
Özellik Değer Birim Notlar
Çalışma Frekansı 40 ±1 kHz Piezo rezonans frekansı
Minimum Menzil 2 cm Kör bölge (blind zone)
Maksimum Menzil 400 cm İdeal koşullarda
Hassasiyet ±3 mm Ölçüm doğruluğu
Ölçüm Açısı 30 derece Konik algılama alanı
Trig Pulse 10 µs Minimum tetikleme süresi
Echo Pulse 150 - 25000 µs Mesafeye göre değişir
Ölçüm Döngüsü 60 ms Önerilen min bekleme
Güç Tüketimi 15 mA Aktif ölçüm anında
Çalışma Sıcaklığı -15 ~ +70 °C Sıcaklık kompanzasyonu önerilir

💻 ÖRNEK ARDUINO KODU

#define TRIG_PIN 9
#define ECHO_PIN 10

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
}

void loop() {
  // Trig pulse gönder
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  
  // Echo pulse ölç
  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  
  // Mesafe hesapla
  float distance = duration / 58.2;
  
  Serial.print("Mesafe: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  
  delay(60); // 60ms bekleme
}