En este post quiero un poco mostrar lo que es un sensor de distancia por ultrasonidos, evidentemente es una visión general (anecdótica) y en internet seguro que hay mucha más información y más detallada.
Para empezar vamos a definir que es ultrasonido, según el diccionario de la Real Academia Española, un ultrasonido es “un sonido cuya frecuencia de vibraciones es superior al límite perceptible por el oído humano”.
Es decir, que un ultrasonido es una onda como cualquier sonido, pero a unas frecuencias que nuestro oído no es capaz de captar. Se utilizan este tipo de ondas debido a que sería muy incomodo oír todo el rato los sonidos producidos por un sensor y varias razones algo más físicas y técnicas (ej. direccionalidad del sonido) .
El funcionamiento de un sensor de medida de ultrasonidos es “sencillo”. Un emisor emite un pulso de ultrasonidos, después el sonido se propaga y rebota en los objetos (si los hay) y vuelve en forma de eco hacia el sensor. Estos ecos son captados por un receptor.
Midiendo el tiempo que transcurre desde que emitimos un ultrasonido hasta que recibimos el eco que produce podemos saber la distancia a la que se encuentra un objeto según la siguiente fórmula:
Donde “t” es el tiempo que el sonido tarda en llegar hasta el objeto y volver hasta el sensor en forma de eco, y “V” es la velocidad del sonido en el aire.
Esta es la parte bonita, en la que todo es ideal. En la realidad hay varios factores que pueden influir en la medida de la distancia, como pueden ser:
– El ángulo de la superficie contra la que impacta el ultrasonido, ya que el objeto al que se pretende medir la distancia puede estar inclinado de tal forma que produzca una desviación de la señal emitida en lugar de un rebote de la misma, y por tanto el sensor no detectará el objeto.
– Tipo de la superficie: si una superficie absorbe nuestra señal y no la refleja el sensor tampoco captará el objeto.
– Tamaño del objeto: no es igual de fácil detectar un objeto pequeño que uno grande. Imaginemos casos extremos: no es lo mismo detectar un alfiler de punta, que una pared.
– Hay otros factores que influyen considerablemente en estos sensores, como pueden ser los factores ambientales.
– Falsos ecos: cuando nuestra sonda rebota en varias paredes o superficies y al final el receptor detecta la onda, con lo cual pensamos que el objeto está mucho más lejos de lo que en realidad está.
Estos sensores son utilizados en diferentes aplicaciones, aunque un ejemplo pueden ser algunos robots, metros, coches (los sensores de aparcamiento), etc.
Existen diferentes sensores de distancia por ultrasonidos, con distintas restricciones (longitud máxima y mínima a la que detectan un objeto, etc.).
Algunas fotos para ver de lo que hemos hablado son las siguientes:
Referencias:
http://www.alcabot.com/alcabot/seminario2006/Trabajos/DiegoPerezDeDiego.pdf