基于树莓派4B的超声波测距与显示电路设计

简介：
本项目介绍了一种利用树莓派4B结合超声波传感器进行距离测量的设计方案，并将测得的距离信息实时显示。 了解如何使用Raspberry Pi 4B进行超声波测距项目需要准备的硬件包括：Raspberry Pi 4 B型1个、HC-SR04通用超声波传感器1个、绿色LED条形图阵列1个、白色高亮度LED 1个、四段7位LED显示屏1个，以及各种电阻（如1k欧姆、2.21k欧姆和330欧姆等）若干。此外还需要一个无焊面包板。 声音由通过介质（比如空气）的振荡波组成，其音高取决于这些波之间的频率差异。人类耳朵只能感知特定频谱范围内的声波，这个范围被称为“听觉”或“声学”。低于该范围的声音被认为是次声，高于该范围的是超声。 超声波传感器利用类似雷达的技术通过发射和接收反射的超声波来检测物体的距离。它们发送高频声音脉冲到附近的固体物体会反弹回来，并且部分被回音器捕捉并处理以计算距离。选择使用超声波是因为它对人体无害，同时在短距离内具有较高的精确度。 HC-SR04传感器有四个引脚：电源（Vcc）、地线（GND）、触发输入（TRIG）和脉冲输出（ECHO）。连接时将Vcc接5V供电，GND接地。通过向TRIG发送信号来启动超声波发射；当回音被接收器捕获后，在ECHO引脚上会输出一个与反射时间成比例的高电平脉冲。 值得注意的是HC-SR04传感器的输出电压为5V，而RPi GPIO端口的最大承受电压是3.3V。直接连接可能导致损坏GPIO接口，因此需要添加一个小电阻分压器来降低信号强度至安全水平。