SOBRE LOS SENSORES DE ULTRASONIDOS

Un complemento imprescindible para muchos de robots o vehículos controlados a distancia es un sensor que nos permita saber la distancia libre de obstáculos para movernos. Dependerá de las distancias con las que pretendamos interactuar:

• Si las distancias van a ser pequeñas podemos emplear sensores de infrarrojos,
• Si queremos movernos en áreas grandes y poder medir distancias en un rango de varios metros el complemento perfecto es unsensor de ultrasonidos.

El sensor de ultrasonidos se enmarca dentro de los sensores para medir distancias o superar obstáculos, entre otras posibles funciones.

En este caso vamos a utilizarlo para la medición de distancias. Esto lo consigue enviando un ultrasonido (inaudible para el oído humano por su alta frecuencia) a través de uno de la pareja de cilindros que compone el sensor (un transductor) y espera a que dicho sonido rebote sobre un objeto y vuelva, retorno captado por el otro cilindro.

El radar funciona de modo similar aunque usando ondas de radio frecuencia muy cortasy con una problemática propia descomunal. Un pulso de radiofrecuencia se emite desde la antena y se recoge el eco que vuelve a la velocidad de la luz.

El oído humano no percibe sonidos por encima de 20kHz. Por eso, a las ondas de mayor frecuencia las llamamos ultrasonidos (más allá del sonido).  Los sensores de ultrasonidos funcionan sobre los 40 kHz.

No son perfectos, les influye la temperatura ambiente, la humedad y los materiales en los que reflejan, lo que genera una cierta incertidumbre. Pero a cambio son baratos y efectivos hasta un poco más de 3 metros en condiciones normales si la precisión no es un problema determinante.

¿Qué recibimos en el sensor?

El tiempo que transcurre entre el envío y la recepción del ultrasonido.

¿Cómo vamos a traducir dicho tiempo en distancia?

Aprovechando que la velocidad de dicho ultrasonido en el aire es de valor 340 m/s, o 0,034 cm/microseg (ya que trabajaremos con centímetros y microsegundos). Para calcular la distancia, recordaremos que v=d/t (definición de velocidad: distancia recorrida en un determinado tiempo).

De la fórmula anterior despejamos d, obteniendo d=v·t, siendo v la constante anteriormente citada y t el valor devuelto por el sensor a la placa Arduino.

También habrá que dividir el resultado entre 2 dado que el tiempo recibido es el tiempo de ida y vuelta.

ADJUNTO OS DEJO UN ARCHIVO PDF CON UN RESUMEN Y AMPLIACIÓN CON EJEMPLOS DE LO INTRODUCIDO EN ESTE PUNTO. OS RECOMIENDO QUE LO CONSULTÉIS.

MIDIENDO DISTANCIAS CON UN SENSOR DE ULTRASONIDOS.pdf (133936)