この記事の結論
- 人感センサー(HC-SR501)は「人がいるかどうか」を、超音波距離センサー(HC-SR04)は「何cm離れているか」を検知するセンサー
- どちらも配線ピンは3〜4本と少なく、初めて扱うセンサーとしてハードルが低い
- 人感センサーは電源を入れてからしばらく誤検知しやすい期間があるため、配線直後の反応は参考程度に見ておく
- 超音波距離センサーのEcho信号は5V出力なので、3.3V系のボードに直結すると壊れる恐れがある
「人が近づいたらLEDを光らせたい」「障害物までの距離を測りたい」という工作は、Arduino入門の定番テーマです。
この2つの目的に使われるのが、人感センサー(HC-SR501)と超音波距離センサー(HC-SR04)です。
どちらも「何かを検知する」という役割は共通していますが、検知の仕組みと得られる情報が異なります。
この記事では、2つのセンサーをまとめて、配線・コード・つまずきやすいポイントを整理します。
人感センサー(HC-SR501)の使い方
配線とピンの役割
HC-SR501は、VCC・OUT・GNDの3本足で構成されたセンサーです。
VCCをArduinoの5Vピンへ、GNDをGNDピンへ、OUTを任意のデジタルピンへつなぎます。
人を検知するとOUTピンがHIGH(反応あり)になり、検知していないときはLOW(反応なし)のままになります。
感度・遅延時間のつまみ調整
HC-SR501の基板には、感度と遅延時間を調整できる2つの小さなつまみ(可変抵抗)が付いています。
感度のつまみは、どのくらいの距離まで反応させるかを調整するもので、目安として3〜7m程度の範囲で変更できます。
遅延時間のつまみは、検知後にHIGHを維持する時間を調整するもので、目安として約3〜5秒から200〜300秒程度まで、製品ロットにより幅があります。
まずは遅延時間を短めに設定しておくと、動作テストのときに反応の切り替わりが分かりやすくなります。
安定するまで少し待つ
HC-SR501は、電源を入れた直後は内部のセンサーが安定しておらず、誤って反応してしまうことがあります。
配線してすぐに動作確認をすると、「反応しない」「勝手に反応する」といった不安定な結果になりがちです。
電源を入れてから数十秒ほどは様子見の時間と考えて、その場を離れて反応が落ち着くのを待ってから本格的なテストをしてください。
焦って「壊れているのでは」と判断しないことがポイントです。
紹介した商品:人感センサーモジュール(HC-SR501)
HC-SR501 人体赤外線感応モジュール
配線ピンが少なく、初めてのセンサーとして扱いやすいモデルです。
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※価格は記事執筆時点のものです。購入前に最新価格をご確認ください。
超音波距離センサー(HC-SR04)の使い方
配線とピンの役割
HC-SR04は、VCC・Trig・Echo・GNDの4本足で構成されたセンサーです。
VCCを5Vピン、GNDをGNDピンへつなぎ、TrigとEchoをそれぞれ任意のデジタルピンへつなぎます。
Trigピンに短い電気信号を送ると超音波が発信され、跳ね返ってきた超音波をEchoピンで受け取る仕組みです。
距離の計算方法
コードでは、Trigピンを10マイクロ秒だけHIGHにして超音波を発信させます。
その後、「pulseIn」という命令でEchoピンがHIGHになっている時間(往復にかかった時間)を測ります。
音速をもとにした計算式に当てはめると、往復時間から対象物までの距離をcm単位で求められます。
計算式を丸暗記する必要はなく、サンプルコードに含まれる計算部分をそのまま使い、Trig・Echoのピン番号だけ配線に合わせて書き換えれば動きます。
測定できる範囲と苦手な素材
HC-SR04が測定できる距離は、目安としておよそ2cm〜400cmの範囲です。
布や斜めに傾いた面のように超音波が乱反射しやすい対象物は、正確な距離を測りにくいという弱点があります。
測定値が安定しないときは、対象物の素材や角度を変えて試してみると改善することがあります。
紹介した商品:超音波距離センサーモジュール(HC-SR04)
超音波距離センサーモジュール 2個入り
予備を含めた2個セットなので、失敗してももう1個で試せます。
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どちらを選ぶか、組み合わせて使う発想
「人がいるかどうか」だけを知りたいなら人感センサー、「どのくらい離れているか」まで知りたいなら超音波距離センサーを選びます。
| 項目 | 人感センサー(HC-SR501) | 超音波距離センサー(HC-SR04) |
|---|---|---|
| 分かること | 人(熱源)がいるかどうか | 対象物までの距離(cm) |
| 配線ピン数 | 3本 | 4本 |
| 検知範囲の目安 | 3〜7m程度 | 2〜400cm程度 |
| 価格帯の目安 | 150〜400円程度 | 150〜350円程度 |
玄関に近づいたら光る照明のように「検知したらONにする」だけならHC-SR501、駐車のアシストのように「近さの度合い」を表現したいならHC-SR04が向いています。
2つを組み合わせて、まず人感センサーで人の接近を検知し、超音波距離センサーで距離を測って動作を変える、という発展も考えられます。
配線したのに反応が安定しない場合は、テスターの導通チェックで配線ミスがないか確認するか、書き込みできない・反応しないときのチェックリスト記事もあわせて参考にしてください。
まとめ:人感センサー・超音波距離センサーの確認チェックリスト
2つのセンサーを扱う前に、以下の点がなんとなくつかめているか確認してみてください。
- 「検知の有無」だけでいいのか「距離の数値」まで必要なのか、目的の見当がついている
- HC-SR501は電源投入直後の反応が不安定になりやすい、という点を理解できている
- HC-SR501のOUT出力は3.3V、HC-SR04のEcho出力は5Vと、電圧が異なることを覚えている
- 反応が安定しないときはテスターでの導通確認から試せる、という進め方が身についている
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