“走开”机器人：Arduino 入门级超声波避障发声装置

项目简介

这是一个面向儿童/初学者的 Arduino 入门套件项目：“走开”机器人。利用 HC-SR04 超声波测距，当检测到前方 < 100 cm 有物体靠近时，蜂鸣器发声（98 Hz）且绿 LED 点亮，驱赶“入侵者”。项目以泡沫假发头为外壳，挖空后部安装电路，造型趣味性强，适合亲子共同制作。

硬件清单

Arduino Uno R3 ×1
半尺寸面包板 ×1
HC-SR04 超声波模块 ×1
压电蜂鸣器 ×1
5 mm 绿色 LED ×1
跳线若干、泡沫假发头（外壳）、电池盒供电

接线图

模块引脚	Arduino Uno
HC-SR04 VCC	5V
HC-SR04 GND	GND
HC-SR04 Trig	D13
HC-SR04 Echo	D12
Buzzer +	D9
Buzzer -	GND
LED Anode	D11
LED Cathode	GND

核心代码

#define trigPin 13
#define echoPin 12
#define buzzer 9
#define led 11

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(buzzer, OUTPUT);
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
  long duration, distance;
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration / 2) / 29.1;  // cm

  if (distance < 100) {
    tone(buzzer, 98);   // 98 Hz 低音
    digitalWrite(led, HIGH);
  } else {
    noTone(buzzer);
    digitalWrite(led, LOW);
  }
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  delay(500);
}

原理说明

pulseIn() 读取 Echo 高电平宽度，换算距离公式：distance = duration / 58.2（代码中写作 (duration/2)/29.1 等价）
阈值 100 cm 可按需修改
tone(buzzer, 98) 输出约 98 Hz 方波，非标准音高，仅作示警
串口每 500 ms 打印一次距离，便于调试

外壳制作

泡沫假发头后部挖空容纳面包板与 Uno，面部钻孔露出超声波探头（眼睛位置）、蜂鸣器（嘴部）、LED（鼻部/额头）。提供组装视频与外壳制作教程视频链接。

教学价值

超声波测距原理与 pulseIn 使用
数字输出控制蜂鸣器/LED
阈值判断与分支结构
串口调试与单位换算
创意外壳设计结合电子电路

4×4 电子棋盘原型：RFID 与霍尔传感器融合实现棋子识别 SERENA：基于 Arduino Mega 2560 与 TFT 触摸屏的多级密码报警系统

制造工艺

3D打印

自动化控制系统

工业技术