ELEGOO Smart Robot Car V4: ¿Cómo Medir distancia con el HC-SR04?

Medir distancias con precisión y en tiempo real es una competencia fundamental en robótica móvil. El ELEGOO Smart Robot Car Kit V4.0 pone esta capacidad al alcance de cualquier estudiante de secundaria o primeros ciclos universitarios gracias al sensor ultrasónico HC-SR04.

Entre los distintos sentidos que podemos conferir a una plataforma móvil, la detección precisa de obstáculos y la medición de distancias resultan imprescindibles para tareas que van desde la navegación autónoma hasta la interacción segura con personas y objetos. El sensor ultrasónico HC-SR04, integrado en el ELEGOO Smart Robot Car Kit V4.0, se ha consolidado como una solución asequible, fiable y didáctica que permite a los estudiantes, mediante un único módulo, explorar los fundamentos de la acústica, la electrónica digital y la programación de microcontroladores.

 ¿Qué es un Sensor Ultrasónico HC-SR04?

El sensor ultrasónico HC-SR04 es un transductor de bajo costo que emplea el principio de tiempo de vuelo (time-of-flight) de ondas sonoras por encima de los 20 kHz (fuera del rango audible humano). Está formado por dos elementos cilíndricos:

1. Emisor (Trig) – genera una ráfaga de 8 ciclos a 40 kHz cuando recibe un pulso de 10 µs.

2. Receptor (Echo) – detecta la señal reflejada por el obstáculo y mantiene su pin en nivel alto durante todo el trayecto de ida + vuelta.

La duración del pulso de eco se convierte en distancia mediante:

d=Vsonido​x Teco/2​​

donde $v_\text{sonido}\approx 343\;\text{m/s}$ (a 20 °C). Para simplificar los cálculos en microcontroladores, se usa la constante 58 µs ≈ 1 cm. Con ello, el HC-SR04 ofrece un rango útil de 2 cm a 400 cm con resolución milimétrica.

Principio de funcionamiento y “cómo funciona” el sistema

Entender cómo funciona el sensor en el ELEGOO Smart Robot Car Kit V4.0 implica integrar tres dominios:

Dominio	Concepto	Relación con el kit
Física	Propagación de sonido, reflexión y velocidad dependiente de la temperatura	Justifica la ecuación de distancia
Electrónica	Niveles TTL 5 V, pines Trig/Echo, temporización	Se traduce en conexiones seguras en la placa de control
Programación	Lectura de pulsos, estructuras de control, filtros	Permite convertir tiempo en centímetros y tomar decisiones

Así, el microcontrolador del ELEGOO genera el pulso de disparo, captura la duración del eco con la función pulseIn() y ejecuta lógica condicional para accionar motores o registrar datos.

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Materiales necesarios

Componente	Cantidad	Observaciones
ELEGOO Smart Robot Car Kit V4.0	1	Incluye placa UNO R3, shield de motores, cables JST-XH
Sensor ultrasónico HC-SR04	1	Con soporte acrílico y servo SG90 opcional
Jumpers Dupont macho-macho	4	Máximo 20 cm para evitar ruido
PC con Arduino IDE 2.x	–	Configurado con puerto USB del kit
Regla o cinta métrica	–	Para calibrar lecturas

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 ¿Cómo conectar el Sensor Ultrasónico HC-SR04 al ELEGOO Smart Robot Car Kit V4?

1. Identifica los pines del sensor

   • Vcc → 5 V

   • Trig → Pin digital 13 (configurable)

   • Echo → Pin digital 12

   • GND → Tierra común

2. Localiza el conector de sensores en la shield ELEGOO (etiquetado “D12-D13”).

3. Conecta los cables respetando colores (rojo +5 V, negro GND, amarillo Trig, blanco Echo).

4. Fija el soporte en el chasis delantero con tornillos M3; mantiene el sensor horizontal y reduce vibraciones.

Con esto ya completaste la fase “hardware”.

Entorno de programación y “Control y Configurar de Ultrasónico HC-SR04”

1. Abre Arduino IDE y selecciona Herramientas → Placa → Arduino UNO.

2. Elige el puerto COM correspondiente al cable USB del ELEGOO.

3. Instala las dependencias (opcional): las librerías NewPing o HCSR04 facilitan lecturas, aunque usaremos funciones nativas para reforzar el aprendizaje.

4. Crea un nuevo sketch y guarda como HC_SR04_Elegoo.ino.

Esta sección resuelve la necesidad de configurar el ultrasónico HC-SR04 para el entorno ELEGOO de forma controlada.

¿Cómo programar un Sensor Ultrasónico HC-SR04 al ELEGOO Smart Robot Car Kit V4?

cpp
/* --- Configuración básica de pines --- */
const byte TRIG_PIN = 13;
const byte ECHO_PIN = 12;
const unsigned long TIMEOUT_US = 30000UL; // 30 ms -> 5 m

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);  // Pulso limpio
  Serial.println(F("HC-SR04 listo..."));
}

void loop() {
  float distancia = medirDistanciaCm(TRIG_PIN, ECHO_PIN);
  if (distancia > 0) {
    Serial.print("Distancia: ");
    Serial.print(distancia, 1);
    Serial.println(" cm");
  } else {
    Serial.println("Fuera de rango");
  }
  delay(100); // 10 Hz
}

float medirDistanciaCm(byte trig, byte echo) {
  digitalWrite(trig, LOW); delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trig, HIGH); delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trig, LOW);
  unsigned long t = pulseIn(echo, HIGH, TIMEOUT_US);
  if (t == 0) return -1.0;              // Sin eco
  float d = t / 58.0;                   // 58 µs ≈ 1 cm
  return (d >= 2 && d <= 400) ? d : -1.0;
}

Este código ilustra paso a paso cómo programar el sensor: disparo, captura, cálculo y validación.

Conclusiones

El ELEGOO Smart Robot Car Kit V4.0 combinado con el sensor ultrasónico HC-SR04 ofrece una plataforma didáctica ideal para entender, controlar y configurar sistemas de medición de distancia.

Dominar estas técnicas no solo resuelve la intención de búsqueda —“Medir distancia con el sensor ultrasónico HC-SR04 de ELEGOO Smart Robot Car Kit V4.0”— sino que además sienta las bases para proyectos avanzados de navegación autónoma, mapeo y robótica colaborativa. ¡Ahora es tu turno de experimentar y expandir los límites de tu robot!