センサーを使いこなそう！超音波・赤外線・光センサーで周囲を認識する仕組み

const int trigPin = 9;  // 超音波を発射するピン
const int echoPin = 10; // 超音波を受け取るピン

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
  // 1. Trigピンから10マイクロ秒の間、超音波を発射する
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  // 2. EchoピンがHIGHになっている時間（往復の時間）を計測する
  long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

  // 3. 時間を「距離（cm）」に計算する（音速から算出）
  int distance = duration * 0.034 / 2;

  Serial.print("距離: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");

  delay(500);
}

この「distance（距離）」の値を使って、「もし距離が15cm未満になったら、モーターをバックさせる」というプログラムを組めば、自動お掃除ロボットのような障害物回避マシンが完成します！

3. 赤外線センサー：床の黒い線や障害物の有無を見分ける

人間の目には見えない「赤外線」を照射し、その反射具合を読み取ることで様々な情報をキャッチするのが赤外線センサー（フォトリフレクタ・ラインセンサー・測距モジュール）です。

① 用途A：ライントレースロボット（ラインセンサー）

床に引かれた「黒いテープ」の上を外れずに走るロボット（ライントレースカー）には、赤外線の反射を利用したセンサーが使われます。

• 仕組み：

  • 白い床 ──► 赤外線が強く反射して返ってくる（センサーの値が高い）

  • 黒いテープ ──► 黒い色は光を吸収するため、赤外線があまり反射しない（センサーの値が低い）

• 活用法： 左右2つのセンサーで床の反射を読み取り、「右のセンサーが黒に反応したら、左へ曲がる」という制御を繰り返すことで、自動で線をなぞって走ることができます。

② 用途B：障害物・段差の検知（赤外線近接センサー）

ロボットが机の上から落下するのを防ぐ「落下防止センサー」や、目の前の障害物の有無をサクッと検知するセンサーとしても活躍します（SHARPの測距モジュールなど）。

4. 光センサー（フォトレジスタ・Cdsセル）：周囲の明るさを感じる

光の強さに応じて電気抵抗が変化する半導体素子（フォトレジスタ、別名Cdsセルなど）を使ったセンサーです。

【光センサーの仕組み】
  明るい場所（昼・ライトが当たった） ──► 抵抗が小さくなり、電気が流れやすくなる！
  暗い場所（夜・影に入った）         ──► 抵抗が大きくなり、電気が流れにくくなる！