US-015 x HC-SR04: Principais diferenças

Olá, caro(a) leitor(a)! Se você já idealizou um projeto que envolve a verificação de alguma distância, é muito provável que conheça o sensor de distância ultrassônico HC-SR04, afinal ele é super popular, oferece uma precisão considerável, é econômico e simples de usar. Porém nesse artigo, você vai conhecer um pouco mais sobre o Sensor US-015, suas vantagens e desvantagens em relação ao HC-SR04, além de informações para usá-lo. Vamos lá ?

Primeiramente…

Se você quer mais informações sobre o funcionamento e uso do sensor ultrassônico HC-SR04, aqui no blog existe um post com todas essas informações, você pode acessá-lo clicando aqui.

Mas Qual a Diferença Entre os Dois ?

Apesar de os dois sensores ultrassônicos serem bastante parecidos visualmente, funcionamento, ambos sensores de “Tempo de voo”, ao colocá-los lado a lado, já podemos observar as primeiras diferenças:

Imagem 1 – US-015 (abaixo) e HC-SR04 (acima) lado a lado

O retângulo vermelho no HC-SR04 mostra um cristal oscilador, ao receber corrente elétrica, ele vibra em uma frequência específica, e assim serve para registrar o tempo decorrido. Já o US-015 não possui esse cristal, ao invés disso, usa um timer RC (Resistor-Capacitor) interno para manter esse registro. O timer RC tende a ser menos preciso, mas tem um porém nessa história, o que nos leva ao nosso próximo ponto:

1. Resolução dos Sensores:

Na verdade, o sensor US-015 tem maior resolução e estabilidade! E o motivo é que o RC tem maior definição ao medir o tempo, o que aumenta a definição do sistema geral, e quanto à estabilidade, ele conta com diversas formas de filtrar o ruído, tanto em seu hardware quanto no software interno do sensor. O HC-SR04 também tem sistemas de redução de ruído, mas no geral, o do US-015 é bem mais refinado.

• US-015:  1mm
• HC-SR04: 3mm

2. Consumo de Energia:

É de se esperar que uma diferença tão drástica entre os circuitos também acarreta em variações no consumo para cada um deles. Ambos mantém a Tensão de Operação de 5V, porém a Corrente de Operação do US-015 é bem mais baixa, o que significa que seu consumo é proporcionalmente menor, uma grande vantagem em certos contextos, como embarcados e etc. Veja a seguir as medidas:

• Corrente de Operação US-015: ~​2.2 mA
• Corrente de Operação HC-SR04: ~15 mA

Como você pode ver, a Corrente de Operação do US-015 é menor que 1/5 da Corrente de Operação do HC-SR04.

3. Documentação Online e Popularidade

Esse ponto fica com o HC-SR04, sendo sua principal vantagem nessa disputa! Por ser mais popular e difundido, existe ampla documentação online para esse sensor, o que facilita muito a resolução de eventuais problemas ou dúvidas. Além disso, a popularidade HC-SR04 faz com que muitos projetos open source na internet optem por usar ele como base, como por exemplo o Otto DIY Robot.

Portanto, o US-015, por ser menos popularizado, perde neste quesito, por ter menos documentação disponível online, principalmente em português, e caso você queira montar um desses projetos que usam o HC-SR04 como base, deve fazer alterações, inclusive nas medidas, pois o US-015 pode ser ligeiramente menor, dependendo do modelo.

• US-015: Menos documentação disponível
• HC-SR04: Amplamente documentado na internet, em vários idiomas

Conclusão​

Considerando as diferenças apresentadas, e que as outras características dos sensores são idênticas, como faixa e ângulo de detecção por exemplo. Concluímos que (como sempre) existem situações onde pode ser mais interessante utilizar um ou outro, dessa forma, segue abaixo um resumo das informações apresentadas, junto com considerações sobre cada um dos sensores.

Vantagens e Aplicações do US-015:

Tem maior precisão e estabilidade e tem consumo de corrente menor, portanto é ideal para projetos que exigem medições precisas, ou precisam economizar energia, no caso de sistemas embarcados.

Vantagens e Aplicações do HC-SR04:

É amplamente documentado na internet e costuma ser ligeiramente mais barato, dessa forma, é interessante para usuários menos experientes, ou para reproduzir projetos comuns na internet, como o Otto DIY Robot, previamente citado.

E Como Faço Para Usá-los ?

Abaixo vamos deixar tanto o esquemático quanto o código, para que você consiga replicar e utilizar conforme o necessário, lembrando que ambos os sensores têm o mesmo funcionamento externo, portanto essas informações servem para os dois.

Circuito:

Imagem 2 – Esquema do Circuito para os Sensores Ultrassônicos

VCC -> 5V

Trig -> D5

Echo -> D6

GND -> GND

Código:

#define TRIGGER 5  // Pino Trigger do US-015
#define ECHO 6     // Pino Echo do US-015

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    pinMode(TRIGGER, OUTPUT);
    pinMode(ECHO, INPUT);
}

void loop() {
    // Gera um pulso de Trigger
    digitalWrite(TRIGGER, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(TRIGGER, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(TRIGGER, LOW);

    // Mede o tempo do Echo
    long duration = pulseIn(ECHO, HIGH);

    // Converte o tempo para distância (cm)
    float distance = (duration * 0.0343) / 2;

    // Exibe a distância no Serial Monitor
    Serial.print("Distância: ");
    Serial.print(distance);
    Serial.println(" cm");

    delay(100);
}

Muito obrigado pela leitura, e comente abaixo em caso de dúvida ou curiosidade 🙂 Até a próxima!