Comment mesurer une distance avec des ultrasons?

Comment mesurer une distance avec des ultrasons?

Physique des ultrasons

1Département de mécatronique, Université technique de Kosice, Faculté de génie mécanique, Kosice, République slovaque2Département de génie biomédical et de mesure, Université technique de Kosice, Faculté de génie mécanique, Kosice, République slovaque

L’article traite des capteurs à ultrasons utilisés pour la mesure de la distance. Un capteur à ultrasons sélectionné a été testé et les résultats des expériences sont présentés dans l’article. Une analyse d’incertitude a également été réalisée.

1. IntroductionLes capteurs de distance à ultrasons sont conçus pour la mesure de distance sans contact et sont composés d’un émetteur et d’un récepteur ou d’un émetteur-récepteur capable d’émettre et de recevoir des ultrasons (Figure 1). L’idée principale est de mesurer le temps de vol de l’onde sonore ultrasonique entre le capteur et l’objet détecté. Un émetteur d’ultrasons envoie une fréquence sonore supérieure à 18 kHz dans l’air à la vitesse de 344 mètres par seconde (à 20°C) et le récepteur reçoit le son réfléchi par l’objet. La distance entre l’émetteur et l’objet peut être calculée par un simple calcul en considérant le temps pris par l’onde ultrasonique pour voyager depuis l’émetteur et être reçue (réfléchie) par le récepteur. La plage de mesure va jusqu’à plusieurs mètres.

Capteur ultrasonique Arduino

Aujourd’hui, les capteurs de niveau modernes utilisés dans la pose d’asphalte pour le contrôle du nivellement sont basés sur les ultrasons. L’avantage d’un capteur sans contact qui n’est pas en contact avec l’asphalte collant est évident, mais comment fonctionne exactement un capteur de niveau à ultrasons ?

Les ultrasons sont essentiellement des ondes sonores normales dont les fréquences sont si élevées qu’elles sont inaudibles pour l’oreille humaine. Les ultrasons peuvent être utilisés pour mesurer la distance entre des objets en mesurant le délai entre la transmission d’une impulsion ultrasonore et le retour de l’écho. C’est la façon bien connue dont les chauves-souris se déplacent dans l’obscurité, et les mêmes principes que votre capteur de niveau à ultrasons s’appliquent pour mesurer la distance à une référence telle qu’une corde, une bordure ou le sol.

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Les capteurs de niveau à ultrasons sont équipés d’un transducteur à ultrasons qui génère des impulsions et reçoit les échos de chaque impulsion. Lorsque les ondes ultrasonores émises par le capteur rencontrent la référence physique, elles rebondissent sous forme d’écho, qui peut être détecté par le capteur. Le temps qui s’écoule entre l’émission d’une impulsion et la réception de son écho s’appelle le temps de parcours. Comme nous connaissons la vitesse du son, le capteur peut utiliser le temps de parcours mesuré pour déterminer la distance par rapport à la référence.

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ReplyUpvoteYa Makers, ne note ce point et faire des changements VCC pour HC-SR04 Connexion [Connect VCC du capteur à ultrasons avec Vin de ESP32 (USB Connected Case) ] ou sinon vous mai ont à déplacer logique pour 5V exigence du capteur.Thanks snkgsanskarnaman.0Kristian5

ReplyUpvoteLe HC-SR04 est un composant 5V et ne fonctionnera pas toujours de manière fiable sur un ESP32 sans décalage de niveau. Je vous recommande d’utiliser un RCWL-1601 à la place qui est compatible avec le HC-SR04 mais fonctionne sur 3-5V.0Kristian5

ReplyUpvoteHey TechMartian, Son un projet étonnant, mais je recommanderais la conception extérieure par l’impression 3D. Ce serait mieux si vous ajoutez même un écran lcd ou un petit écran oled. Garder une alimentation externe serait encore mieux. Mais quand même votre projet est étonnant. Keep it up !!!

ReplyUpvoteHandy gadget ! Si je peux offrir une suggestion : il serait bien d’avoir une sorte d’indicateur ou d’attachement laser pour identifier clairement la distance de l’objet est mesurée. Cela pourrait rendre le critère du “format de poche” un peu plus difficile, mais c’est juste une idée 🙂

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Us-100 ultrasonique

Ce capteur utilise les ultrasons pour mesurer la distance, comme le font les chauves-souris et les dauphins. Les ultrasons ont une fréquence tellement élevée que les humains ne peuvent pas les entendre. Ce capteur particulier émet un son ultrasonique d’une fréquence d’environ 40 kHz. Le capteur est composé de deux parties principales : un transducteur qui crée un son ultrasonique et un autre qui écoute son écho. Pour utiliser ce capteur afin de mesurer la distance, le cerveau du robot doit mesurer le temps que met le son ultrasonique à se déplacer.

Le son se déplace à environ 340 mètres par seconde. Cela correspond à environ 29,412 µs (microsecondes) par centimètre. Pour mesurer la distance parcourue par le son, nous utilisons la formule suivante : Distance = (Temps x Vitesse du son) / 2. Le “2” est dans la formule car le son doit faire un aller-retour. D’abord, le son s’éloigne du capteur, puis il rebondit sur une surface et revient. La façon la plus simple de lire la distance en centimètres est d’utiliser la formule : Centimètres = ((Microsecondes / 2) / 29). Par exemple, si le son ultrasonique met 100 µs (microsecondes) à rebondir, la distance est de ((100 / 2) / 29) centimètres, soit environ 1,7 centimètre.