Medindo Distância com Sensor Ultrassônico HC-SR04
Sensores · Entrada de dados · Serial Monitor · Ondas sonoras
🎯 Objetivos de aprendizagem
- Compreender o princípio físico do sensor ultrassônico (eco de onda sonora).
- Programar o Arduino para emitir e receber sinais usando os pinos TRIG e ECHO.
- Calcular a distância a partir do tempo de retorno do som.
- Usar o Serial Monitor pra visualizar dados em tempo real.
📚 Objetos de conhecimento
Sensores como entrada · Velocidade do som no ar · Cálculo de distância pelo tempo · Função pulseIn · Comunicação Serial · Conversão de unidades (µs → cm)
🧭 Habilidades BNCC Computação (13)
Habilidades dos anos selecionados (7º ano, 8º ano, 9º ano) — Resolução CNE/CP nº 1/2022. Em turmas de Ensino Médio, mapear para EM13CO.
🧰 Materiais e componentes
🪜 Desenvolvimento da aula
Provoque com a pergunta do morcego. Bata palmas no fundo da sala e peça pros alunos escutarem o eco. Explique que o som viaja a 340 m/s no ar e que, sabendo o tempo de ida-e-volta, dá pra calcular a distância. Mostre fotos de aplicações: sensor de ré em carros, robôs aspiradores, carros autônomos. Apresente o sensor HC-SR04: dois 'olhos' (TRIG emite, ECHO recebe). Mostre os 4 pinos: VCC (5V), GND, TRIG e ECHO. Explique a função pulseIn() — espera o pino ficar HIGH e mede quanto tempo demora. Faça a conta junto: 'Se demorou 1000µs ida-e-volta, quanto é a distância?' (≈ 17 cm).
1. Encaixe o sensor HC-SR04 na protoboard (4 pinos pra baixo). 2. VCC do sensor → 5V do Arduino (jumper). 3. GND do sensor → GND do Arduino. 4. TRIG do sensor → pino 9. 5. ECHO do sensor → pino 10. 6. Conecte Arduino ao computador.
1. Copie o código do card 'Código da Aula'. 2. Envie pro Arduino. 3. Abra Ferramentas → Monitor Serial (Ctrl+Shift+M). Configure baud rate em 9600. 4. Os números começam a aparecer — coloque a mão na frente do sensor pra ver mudar.
Compare 5 medidas com a régua: 1. Aproxime objeto a 5 cm → veja no monitor. 2. Afaste pra 15 cm → confira. 3. Distância máxima esperada: ~400 cm (4 m). 4. Erros: cabos errados (TRIG/ECHO trocados), VCC no GND.
Pergunta final pra debate: 'O que esse sensor PODE e o que NÃO PODE detectar?'. (Não detecta vidro fino, materiais que absorvem som como espuma). Anotem no caderno: sensor = entrada, atuador = saída, programa = mediação.
🔌 Montagem do robô
Placa: Arduino Nano
🖥️ Monitor serial
📋 Tabela de ligações (fio a fio)
💻 Código
// Sensor ultrassônico HC-SR04 — medindo distância
// TRIG = pino 9 (saída — emite pulso)
// ECHO = pino 10 (entrada — recebe eco)
const int TRIG = 9;
const int ECHO = 10;
void setup() {
pinMode(TRIG, OUTPUT);
pinMode(ECHO, INPUT);
Serial.begin(9600); // Inicia comunicação serial
}
void loop() {
// 1. Dispara pulso ultrassônico de 10 microssegundos
digitalWrite(TRIG, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TRIG, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG, LOW);
// 2. Mede tempo de retorno do eco
long duracao = pulseIn(ECHO, HIGH);
// 3. Calcula distância em cm
// Som viaja 340 m/s = 0,034 cm/µs.
// Tempo é ida + volta, então divide por 2.
float distancia_cm = duracao * 0.034 / 2;
Serial.print("Distancia: ");
Serial.print(distancia_cm);
Serial.println(" cm");
delay(500); // Mede a cada 0,5s
}
🔀 Fluxograma do algoritmo
🧱 Algoritmo em blocos
quando @greenFlag for clicado sempre disparar pulso ultrassônico medir tempo de retorno do eco calcular distância em centímetros mostrar distância no monitor serial esperar 0,5 segundos end
🎥 Vídeo de demonstração
🔗 Abrir o vídeo em nova aba🔗 Recursos e simuladores
Onda em uma Corda✅ Avaliação
Observe se o aluno entende a CADEIA física: emissão → eco → tempo → distância. Quem só copia código sem entender precisa retomar o conceito de eco com palmas. Avalie também o uso do Serial Monitor — quem consegue interpretar os números.
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