Ultrasonido

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OBJETIVO
Conocer a fondo el funcionamiento del sensor SRF04 para realizar el proceso de medición de distancia conociendo sus limitaciones y ventajas.
Conectar la tarjeta de adquisición de datos del GEPAR con un osciloscopio fluke luego de haber generado un tren de pulsos para utilizar el sensor de ultrasonido SRF04.
Medir una distancia determinada comprobando la disminución del tamaño de lospulsos.
ITRODUCCION
Los ultrasonidos son antes que nada sonido, exactamente igual que los que oímos normalmente, salvo que tienen una frecuencia mayor que la máxima audible por el oído humano. Ésta comienza desde unos 16 Hz y tiene un límite superior de aproximadamente 20 KHz, mientras que nosotros vamos a utilizar sonido con una frecuencia de 40 KHz. A este tipo de sonidos es a lo que llamamosUltrasonidos.
Acondicionamiento de Señales
El funcionamiento básico de los ultrasonidos como medidores de distancia se muestra de una manera muy clara en el siguiente esquema, donde se tiene un receptor que emite un pulso de ultrasonido que rebota sobre un determinado objeto y la reflexión de ese pulso es detectada por un receptor de ultrasonidos.
La mayoría de los sensores de ultrasonido debajo coste se basan en la emisión de un pulso de ultrasonido cuyo lóbulo, o campo de acción, es de forma cónica.
Midiendo el tiempo que transcurre entre la emisión del sonido y la percepción del eco se puede establecer la distancia a la que se encuentra el obstáculo que ha producido la reflexión de la onda sonora.
PROBLEMAS CON LOS ULTRASONIDOS:
A pesar de que su funcionamiento parece muysencillo, existen factores inherentes tanto a los ultrasonidos como al mundo real, que influyen de una forma determinante en las medidas realizadas. Por tanto, es necesario un conocimiento de las diversas fuentes de incertidumbre que afectan a las medidas para poder tratarlas de forma adecuada, minimizando su efecto en el conocimiento del entorno que se desea adquirir. Entre los diversos factores quealteran las lecturas que se realizan con los sensores de ultrasonido cabe destacar:
El campo de actuación del pulso que se emite desde un transductor de ultrasonido tiene forma cónica. El eco que se recibe como respuesta a la reflexión del sonido indica la presencia del objeto más cercano que se encuentra dentro del cono acústico y no especifica en ningún momento la localización angular del mismo.Aunque la máxima probabilidad es que el objeto detectado esté sobre el eje central del cono acústico, la probabilidad de que el eco se haya producido por un objeto presente en la periferia del eje central no es en absoluto despreciable y ha de ser tenida en cuenta y tratada convenientemente. Incertidumbre angular en la medida de un ultrasonido
La cantidad de energía acústica reflejada por elobstáculo depende en gran medida de la estructura de su superficie. Para obtener una reflexión altamente difusa del obstáculo, el tamaño de las irregularidades sobre la superficie reflectora debe ser comparable a la longitud de onda de la onda de ultrasonido incidente.
En los sensores de ultrasonido de bajo coste se utiliza el mismo transductor como emisor y receptor. Tras la emisión del ultrasonido seespera un determinado tiempo a que las vibraciones en el sensor desaparezcan y esté preparado para recibir el eco producido por el obstáculo. Esto implica que existe una distancia mínima d (proporcional al tiempo de relajación del transductor) a partir de la cual el sensor mide con precisión. Por lo general, todos los objetos que se encuentren por debajo de esta distancia, d, serán interpretadospor el sistema como que están a una distancia igual a la distancia mínima.
Los factores ambientales tienen una gran repercusión sobre las medidas:
Las ondas de ultrasonido se mueven por un medio material que es el aire.
La densidad del aire depende de la temperatura, influyendo este factor sobre la velocidad de propagación de la onda
Acondicionamiento de Señales
SENSOR DISTANCIAS POR...
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