Controlling the US-100 distance sensor with a Raspberry Pi 3

Last Updated on 10. October 2026 by Suffocation●Link status: OK

Ansteuerung eines Ultraschall-Entfernungsmessers US-100 mit dem Raspberry PI3 (oder früher). Ich habe nur Tutorials für den SR-04 gefunden, dieser wird allerdings analog zum US-100 eingebunden.

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Hardware

PI3 (oder älter, bitte auf die richtigen Pins achten)
US-100 (Ultraschallsensor)
Brot-Board (zum leichteren Aufbau)
Diverse Kabel (vorgefertigte Pin-Header-Kabel)

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Structure

Der US-100 arbeitet mit 3.3V, womit man ihn direkt am Raspberry betreiben kann.

Wiring

• Trigger Pin am GPIO 28
• Echo Pin an den GPIO 25

(Die GPIOs gelten nur in Verbindung mit pi4j und wiringPi)

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Software

Entwicklungsumgebung

Als Entwicklungsumgebung verwende ich BlueJ auf dem PI selbst. Hiermit habe ich zwei Klassen erstellt.

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Code

Distance-Klasse

Klasse zur Steuerung des US-015, mit den Methoden

• getDistanceMM – Entfernung in Millimetern
• getDistanceCM – Entfernung in Zentimetern

Hinweis: Der ursprüngliche Code (WP-Gistpen) ist verloren gegangen. Der folgende Code wurde im Oktober 2026 neu erstellt (kompiliert, aber nicht auf der Hardware getestet).

Source code Distance.java

import com.pi4j.io.gpio.GpioController;
import com.pi4j.io.gpio.GpioFactory;
import com.pi4j.io.gpio.GpioPinDigitalInput;
import com.pi4j.io.gpio.GpioPinDigitalOutput;
import com.pi4j.io.gpio.Pin;
import com.pi4j.io.gpio.PinPullResistance;
import com.pi4j.io.gpio.PinState;
import com.pi4j.io.gpio.RaspiPin;

/**
 * Ultraschall-Entfernungsmesser US-100 (Modus Trigger/Echo, wie HC-SR04).
 * Trigger an GPIO 28, Echo an GPIO 25 (pi4j / WiringPi-Nummerierung).
 * www.fambach.net, GPLv2
 */
public class Distance {

    /** Schallgeschwindigkeit in mm pro Nanosekunde, geteilt durch 2 (Hin- und Rückweg) */
    private static final double MM_PER_NANO = 343.0 / 1_000_000.0 / 2.0;
    private static final long TIMEOUT_NANOS = 30_000_000L;

    private final GpioController gpio;
    private final GpioPinDigitalOutput trigger;
    private final GpioPinDigitalInput echo;

    public Distance() {
        this(RaspiPin.GPIO_28, RaspiPin.GPIO_25);
    }

    public Distance(Pin triggerPin, Pin echoPin) {
        gpio = GpioFactory.getInstance();
        trigger = gpio.provisionDigitalOutputPin(triggerPin, "Trigger", PinState.LOW);
        echo = gpio.provisionDigitalInputPin(echoPin, "Echo", PinPullResistance.PULL_DOWN);
        trigger.setShutdownOptions(true, PinState.LOW);
    }

    /** Entfernung in Millimetern, -1 bei Zeitüberschreitung */
    public long getDistanceMM() throws InterruptedException {
        trigger.low();
        Thread.sleep(0, 5_000);

        // 10 µs Impuls startet die Messung
        trigger.high();
        busyWait(10_000);
        trigger.low();

        long start = System.nanoTime();
        while (echo.isLow()) {
            if (System.nanoTime() - start > TIMEOUT_NANOS) {
                return -1;
            }
        }
        long echoStart = System.nanoTime();
        while (echo.isHigh()) {
            if (System.nanoTime() - echoStart > TIMEOUT_NANOS) {
                return -1;
            }
        }
        long duration = System.nanoTime() - echoStart;
        return Math.round(duration * MM_PER_NANO);
    }

    /** Entfernung in Zentimetern, -1 bei Zeitüberschreitung */
    public double getDistanceCM() throws InterruptedException {
        long mm = getDistanceMM();
        return mm < 0 ? -1 : mm / 10.0;
    }

    public void shutdown() {
        gpio.shutdown();
    }

    private static void busyWait(long nanos) {
        long end = System.nanoTime() + nanos;
        while (System.nanoTime() < end) {
            // aktiv warten, Thread.sleep ist für Mikrosekunden zu ungenau
        }
    }
}

Test Class

Klasse mit Main-Methode zum Testen der Distance-Klasse. In der Main-Methode wird alle 5 Sekunden ein neuer Wert vom Sensor abgefragt und auf die Console geschrieben.

Source code DistanceTest.java

/**
 * Testet die Klasse Distance: fragt alle 5 Sekunden die Entfernung ab.
 * www.fambach.net, GPLv2
 */
public class DistanceTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Distance distance = new Distance();
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(distance::shutdown));

        while (true) {
            double cm = distance.getDistanceCM();
            if (cm < 0) {
                System.out.println("Keine Messung (Zeitüberschreitung)");
            } else {
                System.out.println("Entfernung: " + cm + " cm");
            }
            Thread.sleep(5000);
        }
    }
}

Bei größerer Beanspruchung des PI ist zu beachten, dass Java die zeitlichen Abfolgen nicht garantiert. Somit kann es zu verfälschten oder keinen Ergebnissen bei der Messung kommen.

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Sources

https://www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi

http://t1m0b0t.blogspot.de/2014/04/using-ultrasonic-range-sensor-on.html

http://www.lediouris.net/RaspberryPI/HC-SR04/readme.htmlhttps://github.com/OlivierLD/raspberry-pi4j-samples/tree/master/RangeSensor

http://pi4j.com/pins/model-3b-rev1.html

Interfacing HC-SR04 Ultrasonic Sensor with Raspberry Pi●Link status: OK

Entfernung messen mit Ultraschallsensor HC-SR04 – Raspberry Pi●Link status: OK

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Pin assignment