Radar ultrasonique Arduino HC-SR04 : Affichage temps réel avec servo et Processing

Composants nécessaires

Composant	Quantité
Arduino UNO	1
Capteur ultrasonique HC-SR04	1
Servomoteur standard (ex: SG90, MG996R)	1
Plaque d'essai et fils de connexion	1
Ordinateur avec Processing IDE	1

Principe général

Ce projet réalise un radar à balayage : un servomoteur fait pivoter le capteur HC-SR04 sur un arc de 160° (-80° à +80°), et l'Arduino envoie les mesures de distance (angle, distance) via le port série. Un programme Processing sur PC reçoit ces données et dessine une visualisation temps réel en vue de dessus (type écran radar).

Architecture du système

Code Arduino (Arduino_radar_server_arduino.ino)

/* Radar HC-SR04 + Servo - Envoi série pour Processing
 * Basé sur le travail de faweiz (GitHub)
 */
#include <NewPing.h>
#include <Servo.h>

#define TRIGGER_PIN  2
#define ECHO_PIN     3
#define MAX_DISTANCE 150   // cm (max fiable ~400-500 cm)
#define SERVO_PIN    9

#define ANGLE_BOUNDS 80    // ±80°
#define ANGLE_STEP   1     // Pas de 1°

Servo myservo;
NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);

int angle = 0;   // Angle courant (-80..+80)
int dir = 1;     // Direction : +1 ou -1

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

void loop() {
  delay(50); // Temps de stabilisation servo + mesure

  // Convertir angle [-80,80] en position servo [0,180]
  myservo.write(angle + ANGLE_BOUNDS);

  // Mesure et envoi série
  int cm = sonar.ping_cm();
  Serial.print(angle, DEC);
  Serial.print(",");
  Serial.println(cm, DEC);

  // Prochain angle
  if (angle >= ANGLE_BOUNDS || angle <= -ANGLE_BOUNDS) dir = -dir;
  angle += dir * ANGLE_STEP;
}

Code Processing (Arduino_radar_client_processing.pde)

Le code complet est disponible sur le GitHub de l'auteur : faweiz/My-Arduino/arduino_radar

Points clés du sketch Processing :

• serialEvent() lit les lignes, split par virgule
• Conversion angle → radians, distance → pixels
• Double tampon : un pour le balayage aller, un pour le retour
• Moyenne des deux pour l'affichage final
• Effet de rémanence (traces qui s'estompent) pour l'aspect radar

Schéma de câblage

HC-SR04	Arduino
VCC	5V
Trig	Pin 2
Echo	Pin 3
GND	GND

Servo	Arduino
Signal (orange/jaune)	Pin 9 (PWM)
VCC (rouge)	5V (ou alimentation externe si servo puissant)
GND (marron/noir)	GND

Important : Alimentez le servo depuis une source externe (ou au moins un condensateur 470-1000 µF sur l'alimentation 5V de l'Arduino) pour éviter les réinitialisations dues aux pics de courant.

Installation et lancement

1. Installez la bibliothèque NewPing dans l'IDE Arduino (Gestionnaire de bibliothèques).
2. Téléversez le code Arduino.
3. Installez Processing 3/4 depuis processing.org.
4. Ouvrez le sketch Processing, adaptez le nom du port série (Serial.list()).
5. Lancez le sketch Processing → la fenêtre radar s'ouvre et affiche les mesures en temps réel.

Personnalisation et extensions

• Portée : modifiez MAX_DISTANCE (max 400-500 cm théorique).
• Résolution angulaire : changez ANGLE_STEP (1° par défaut).
• Vitesse de balayage : ajustez delay(50).
• Affichage : couleurs, grille, échelle, texte dans Processing.
• Enregistrement : sauvegarder les scans dans un fichier CSV pour analyse ultérieure.
• Détection d'objets : seuillage sur la distance pour déclencher une alarme.

Limites connues

• Le HC-SR04 a un angle d'ouverture large (~30°) : la résolution angulaire réelle est limitée.
• Mesures instables sur surfaces absorbantes ou inclinées.
• Le servo hobby (SG90) a du jeu ; un servo métallique (MG996R) améliore la précision.
• Latence série + traitement Processing : pas temps réel strict, mais suffisant pour démo/éducation.