Arduino HC-SR04 超声波雷达：舵机扫描 + Processing 实时可视化

元器件与材料

项目简介

利用 Arduino 控制舵机旋转 HC-SR04 进行 180° 扫描，将每一度的测距数据通过串口发送给 PC 端的 Processing 程序，实现类似雷达屏幕的实时可视化。项目包含两部分代码：

• Arduino 端：控制舵机逐步旋转，读取超声波距离，以 角度,距离 格式发送串口数据
• Processing 端：接收串口数据，绘制极坐标雷达图，显示左右两次扫描的平均值

硬件接线

• HC-SR04：VCC→5V, GND→GND, Trig→Pin 2, Echo→Pin 3
• 舵机：信号线→Pin 9 (PWM), 电源→5V/GND (建议外部供电避免抖动)

Arduino 代码核心

/* Radar Screen Visualisation for HC-SR04
   发送每一度的舵机角度和测距值到串口，供 Processing 读取 */
#include <NewPing.h>
#include <Servo.h>

#define TRIGGER_PIN 2
#define ECHO_PIN 3
#define MAX_DISTANCE 150  // 最大测距 cm
#define SERVO_PWM_PIN 9
#define ANGLE_BOUNDS 80   // 扫描范围 ±80°
#define ANGLE_STEP 1      // 步进 1°

int angle = 0;
int dir = 1; // 1=正向, -1=反向
Servo myservo;
NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  myservo.attach(SERVO_PWM_PIN);
}

void loop() {
  delay(50); // 留出舵机转动时间
  // 舵机角度映射：-80~80 → 0~160
  myservo.write(angle + ANGLE_BOUNDS);
  // 读取距离并发送串口
  int cm = sonar.ping_cm();
  Serial.print(angle); Serial.print(","); Serial.println(cm);

  // 更新角度，到达边界反向
  if (angle >= ANGLE_BOUNDS || angle <= -ANGLE_BOUNDS) dir = -dir;
  angle += dir * ANGLE_STEP;
}

Processing 端要点

Processing 代码读取串口 CSV 数据，维护两个方向的距离数组，绘制半透明扇形扫描线、距离点阵、网格刻度及文字标注。关键函数：

• serialEvent() 解析 "angle,dist" 存入对应数组
• drawRadar() 绘制背景网格、扫描线、历史轨迹
• drawObject() 根据角度和距离绘制目标点

完整 Processing 代码较长，请访问 GitHub 仓库获取：
https://github.com/faweiz/My-Arduino/tree/master/arduino_radar

原理图

简单的三模块连接：Arduino → HC-SR04 (Trig/Echo) + 舵机。建议舵机单独供电，共地即可。