前面我们学了人体感应、光敏、声音、震动等各种传感器，但它们只能感知"有没有"。今天要学一个更厉害的传感器——超声波测距模块，它能精确测量前方物体有多远！

倒车雷达、机器人避障、液位检测、自动门感应……这些应用的背后，都是超声波测距模块在工作。

今天这节课，我们就用HC-SR04超声波模块，让ESP32能精确测量距离！

第一步：找到课程，看看成品效果

打开逗脑IDE，点击顶部 “文档"，在 “课程” → “ESP32 + MicroPython” 分类下，找到超声波测量距离。

打开课件，你会看到本节课的最终效果：把手放在超声波模块前方，终端实时打印出精确的距离数值（如"当前测量距离为:25.36 cm"），手靠近数值变小，手远离数值变大。

第二步：认识超声波模块

HC-SR04是最常用的超声波测距模块，它有两个"眼睛"一样的东西：

两个"眼睛"的作用：

部件	作用
发射端（T）	发出超声波（人耳听不到的高频声波）
接收端（R）	接收遇到物体后反射回来的超声波

四个引脚：

引脚	连接ESP32	说明
VCC	5V	电源正极（必须5V，3.3V不稳定）
GND	GND	电源地
TRIG	GPIO15	触发信号（输出）
ECHO	GPIO2	回响信号（输入）

第三步：超声波测距的原理

超声波测距的原理其实很简单——就像对着山谷喊一声，听回声要多久。

具体流程：

1. ESP32给TRIG引脚一个10微秒的高电平脉冲（相当于"喊一声"）
2. 模块发出超声波
3. 超声波遇到前方的物体，反射回来
4. 模块接收到回波，ECHO引脚从高电平变为低电平
5. ESP32记录ECHO高电平持续的时间（就是超声波来回的时间）
6. 用公式计算距离：

距离 = 声速 × 时间 ÷ 2

• 声速：340米/秒（空气中）
• 时间：ECHO高电平持续时间
• ÷2：因为超声波是来回的，算出来的是往返距离

举例：

• 如果ECHO高电平持续了12848微秒
• 距离 = 340m/s × (12848 / 1000000)s ÷ 2 = 2.18米 = 218厘米

第四步：动手接线

超声波模块引脚	连接ESP32	说明
VCC	5V	电源正极
GND	GND	电源地
TRIG	GPIO15	触发信号输出
ECHO	GPIO2	回响信号输入

📌 重要提示： VCC一定要接5V！3.3V下超声波模块工作不稳定，测距会不准确。

第五步：代码——发脉冲，测时间，算距离

from machine import Pin
import time

# 引脚设定
trig = Pin(15, Pin.OUT)   # 触发引脚
echo = Pin(2, Pin.IN)     # 回响引脚

def measure():
    # 1. 发送触发信号（10微秒高电平）
    trig.value(1)
    time.sleep_us(10)
    trig.value(0)
    
    # 2. 等待ECHO变为高电平，记录起始时间
    while echo.value() == 0:
        t1 = time.ticks_us()
    
    # 3. 等待ECHO变为低电平，记录结束时间
    while echo.value() == 1:
        t2 = time.ticks_us()
    
    # 4. 计算时间差（单位：厘米）
    t3 = time.ticks_diff(t2, t1) / 10000
    
    # 5. 距离 = 声速 × 时间 ÷ 2
    return t3 * 340 / 2

# 主循环
try:
    while True:
        print("当前测量距离为:%0.2f cm" % measure())
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    pass

代码逻辑：

步骤	操作	说明
1	TRIG输出10μs高电平	“喊一声”
2	等待ECHO变高，记录t1	开始计时
3	等待ECHO变低，记录t2	停止计时
4	t2 - t1	超声波往返时间
5	时间 × 340 ÷ 2	计算距离（厘米）

第六步：保存运行，测一测距离！

保存测试代码，选择ESP32设备，文件名ultrasonic.py

点击运行按钮，终端开始不断打印距离：

试试看：

• 手放在模块前方10cm → 终端显示约10cm
• 手慢慢往后移动 → 数值逐渐增大
• 手慢慢靠近 → 数值逐渐减小
• 模块对着墙壁 → 能测出房间宽度

超声波测距能做什么？

应用场景	用途
倒车雷达	检测车后方障碍物距离
机器人避障	检测前方障碍物，自动转向
液位检测	测量水箱、油箱的液位高度
自动门	人靠近时自动开门
智能垃圾桶	手靠近自动开盖
身高测量仪	测量身高
停车位引导	检测车位是否有车

测距范围和精度

参数	指标
测量范围	2cm ~ 400cm
测量精度	±0.3cm
测量角度	15°
工作电压	5V
工作电流	15mA

📌 注意事项：

• 测量角度较窄（15°），前方物体最好正对模块
• 太近（<2cm）或太远（>4m）时，测量可能不准确
• 软质物体（如海绵、衣物）会吸收超声波，测量效果差

与其他测距传感器对比

	超声波	红外测距	激光测距
测量范围	2~400cm	10~80cm	更远
精度	±0.3cm	±几cm	高
受光线影响	❌ 不受影响	✅ 受强光影响	✅ 受影响
价格	便宜	便宜	较贵
适合场景	通用避障	短距离检测	高精度测距

全程回顾

步骤	操作	效果
找到课程	文档→课程→ESP32+MicroPython→超声波测量距离	了解超声波测距
认识原理	发出→反射→接收，计算时间	理解"回声测距"原理
动手接线	VCC→5V, GND→GND, TRIG→GPIO15, ECHO→GPIO2	硬件就位
打开代码	点击“打开”按钮	代码进入编辑器
保存运行	Ctrl+S → 选择ESP32 → 运行	开始测距
测试距离	手放在模块前方，前后移动	终端实时显示距离！