Sensor Ultrasonico
Páginas: 5 (1203 palabras)
Publicado: 7 de septiembre de 2011
www.agelectronica.com.mx
NA 001
Medidor de Distancia Ultrasónico
Nota de Aplicación 001 Dispositivo: UCM-R40K1 Par sensor ultrasónico Tx, Rx
Introducción
Esta nota de aplicación describe la implementación de un medidor de distancia utilizando sensores ultrasónicos del tipo UCM-R40K1. Una ráfaga de 40KHz es transmitida a través de un sensor ultrasónico, el ultrasonido reflejado esrecibido por otro sensor receptor. El cálculo de la distancia se hace con un PIC16F873. El rango de distancia medido es de 25cm a 300cm
Ultrasonido
Ultrasonido hace referencia a las frecuencias arriba de 20KHz (limite de sonido audible). Altas frecuencias tienen longitudes de onda cortas lo que hace al reflejarse en objetos esta pueda ser leída. Desafortunadamente frecuencias muy altas sondifíciles de generar y leer. La generación y lectura de ultrasonido se hace a través de dos unidades piezoeléctricas en donde una de ellas es el emisor y la otra el receptor de ondas de presión ultrasónicas. Para esto, la unidad emisora debe excitarse con una señal adecuada en amplitud y frecuencia. La unidad receptora transducirá todas aquellas ondas de presión ultrasónicas de 40KHz que lleguen aexcitarla. El ultrasonido es aplicado comúnmente en detectores de movimiento, medidores de distancia, diagnostico médico, limpieza, pruebas no destructivas (para detectar imperfecciones en materiales), soldadura entre otras más. Características
Frecuencia de resonancia: Nivel de Presión Sonora: Sensitividad: Máxima entrada voltaje : Directividad típica: de
UCM-R40K1
40KHz 115dB< -64dB< 20Vrms 55ºMedidor de Distancia Ultrasónico
Características Tipo de Sensor Frecuencia Distancia mínima Distancia máxima Resolución Sensibilidad Tensión de entrada Consumo de corriente
UCM-R4OK1
El número de parte incluye al transmisor y al receptor, marcados con T y R.
MDU
Ultrasónico de reflexión 40KHz 25cm 300cm 1 cm Detecta un objeto de diámetro 8cm a < 1m 9V 60mA tip.desarrollo@agelectronica.com.mx (JZB81) - 1 -
www.agelectronica.com.mx
NA 001
Para calcular la distancia se sabe que la velocidad del sonido es de 343m/s = 34300cm/s (a 20ºC), por lo tanto: La distancia es calculada leyendo el tiempo que tarda en regresar una onda ultrasónica reflejada. Idealmente el obstáculo debe tener una sección transversal grande y no absorber el ultrasonido. El método más utilizadopara la determinación de la distancia es enviar trenes de pulsos de 40 KHz con periodos muy cortos. El tiempo transcurrido entre el comienzo de la emisión y el comienzo de la recepción será proporcional a la distancia recorrida por las ondas ultrasónicas. Como los ecos deben recorrer más distancia, éstos serán recibidos por el receptor un periodo de tiempo después que las ondas directas, y noperturbarán a la hora de cuantificar la distancia. 1cm= 1seg/34300cm = 29.15us Para hacer el cálculo de la distancia se divide el valor del timer ( fosc = 4MHz, una cuenta igual a 1uS) entre dos veces el tiempo de un centímetro. Tiempo total de la onda reflejada = 3887us. La distancia entre el sensor y el objeto: (3887us/2)/29= 67.017 cm. La división entre dos es debido a que se considera que laonda al reflejarse viaja el doble de distancia desde donde se emitió.
Transmisor
El transmisor esta construido con un 555 e inversores CMOS, se emplea la característica CMOS para ponerlos en paralelo y aumentar la potencia de transmisión. La señal acoplada entre las terminales positiva y negativa es defasada 180º, por lo que el voltaje aplicado entre las terminales es el doble.
FuncionamientoSe generan ráfagas de 40 KHz con duración de 5 mS cada 65 mS. Al detectar la onda reflejada se genera una interrupción la cual detiene un timer de 16 bits.
Receptor
El receptor se compone de dos circuitos: amplificador de señal y circuito de detección.
La señal es recibida por el sensor receptor y amplificada 1000 veces (60dB) en dos
desarrollo@agelectronica.com.mx (JZB81) - 2 -...
NA 001
Medidor de Distancia Ultrasónico
Nota de Aplicación 001 Dispositivo: UCM-R40K1 Par sensor ultrasónico Tx, Rx
Introducción
Esta nota de aplicación describe la implementación de un medidor de distancia utilizando sensores ultrasónicos del tipo UCM-R40K1. Una ráfaga de 40KHz es transmitida a través de un sensor ultrasónico, el ultrasonido reflejado esrecibido por otro sensor receptor. El cálculo de la distancia se hace con un PIC16F873. El rango de distancia medido es de 25cm a 300cm
Ultrasonido
Ultrasonido hace referencia a las frecuencias arriba de 20KHz (limite de sonido audible). Altas frecuencias tienen longitudes de onda cortas lo que hace al reflejarse en objetos esta pueda ser leída. Desafortunadamente frecuencias muy altas sondifíciles de generar y leer. La generación y lectura de ultrasonido se hace a través de dos unidades piezoeléctricas en donde una de ellas es el emisor y la otra el receptor de ondas de presión ultrasónicas. Para esto, la unidad emisora debe excitarse con una señal adecuada en amplitud y frecuencia. La unidad receptora transducirá todas aquellas ondas de presión ultrasónicas de 40KHz que lleguen aexcitarla. El ultrasonido es aplicado comúnmente en detectores de movimiento, medidores de distancia, diagnostico médico, limpieza, pruebas no destructivas (para detectar imperfecciones en materiales), soldadura entre otras más. Características
Frecuencia de resonancia: Nivel de Presión Sonora: Sensitividad: Máxima entrada voltaje : Directividad típica: de
UCM-R40K1
40KHz 115dB< -64dB< 20Vrms 55ºMedidor de Distancia Ultrasónico
Características Tipo de Sensor Frecuencia Distancia mínima Distancia máxima Resolución Sensibilidad Tensión de entrada Consumo de corriente
UCM-R4OK1
El número de parte incluye al transmisor y al receptor, marcados con T y R.
MDU
Ultrasónico de reflexión 40KHz 25cm 300cm 1 cm Detecta un objeto de diámetro 8cm a < 1m 9V 60mA tip.desarrollo@agelectronica.com.mx (JZB81) - 1 -
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NA 001
Para calcular la distancia se sabe que la velocidad del sonido es de 343m/s = 34300cm/s (a 20ºC), por lo tanto: La distancia es calculada leyendo el tiempo que tarda en regresar una onda ultrasónica reflejada. Idealmente el obstáculo debe tener una sección transversal grande y no absorber el ultrasonido. El método más utilizadopara la determinación de la distancia es enviar trenes de pulsos de 40 KHz con periodos muy cortos. El tiempo transcurrido entre el comienzo de la emisión y el comienzo de la recepción será proporcional a la distancia recorrida por las ondas ultrasónicas. Como los ecos deben recorrer más distancia, éstos serán recibidos por el receptor un periodo de tiempo después que las ondas directas, y noperturbarán a la hora de cuantificar la distancia. 1cm= 1seg/34300cm = 29.15us Para hacer el cálculo de la distancia se divide el valor del timer ( fosc = 4MHz, una cuenta igual a 1uS) entre dos veces el tiempo de un centímetro. Tiempo total de la onda reflejada = 3887us. La distancia entre el sensor y el objeto: (3887us/2)/29= 67.017 cm. La división entre dos es debido a que se considera que laonda al reflejarse viaja el doble de distancia desde donde se emitió.
Transmisor
El transmisor esta construido con un 555 e inversores CMOS, se emplea la característica CMOS para ponerlos en paralelo y aumentar la potencia de transmisión. La señal acoplada entre las terminales positiva y negativa es defasada 180º, por lo que el voltaje aplicado entre las terminales es el doble.
FuncionamientoSe generan ráfagas de 40 KHz con duración de 5 mS cada 65 mS. Al detectar la onda reflejada se genera una interrupción la cual detiene un timer de 16 bits.
Receptor
El receptor se compone de dos circuitos: amplificador de señal y circuito de detección.
La señal es recibida por el sensor receptor y amplificada 1000 veces (60dB) en dos
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