Sensor Ultrasónico HC-SR04 con código de pogramacion Arduino.

¿Qué es un sensor ultrasónico HC-SR04 ?

Un sensor ultrasónico HC-SR04 es un transductor que mide la distancia de un objeto por medio del rebote de una onda sonora que trabaja en el rango de los ultrasonidos por eso no lo podemos escuchar. Es importante mencionar que este tipo de sensor no funciona en un lugar donde no haya aire ya que por medio de este se transporta la onda sonora. Este sensor en su datasheet dice que puede medir desde 3 cm hasta 3 metros pero su rango ideal es entre los 20 cm a los 2 metros y tiene un angulo de 15 grados de apertura para medir.

Indice del Artículo

¿Cómo funciona un sensor ultrasónico Arduino?

Este sensor HC-SR04 tiene dos bocinas una que emite un sonido ultrasonido que rebota con el objeto a medir y la otra bocina que recibe el sonido. No sol detectar objetos también fluidos, por si solo no sirve para hacer una medición de distancia para esto también necesitamos de un microcontrolador que prenda el sensor , mande la señal y luego nos diga a que distancia esta el objeto a través de una ecuación muy sencilla.

El HC-SR04 cuenta con dos señales de control que van al microcontrolador.

Trig: un pulso con 10 us de duración que dispara la emisión de 8 pulsos de 40Khz través de la bocina.
Echo: la cual genera un pulso de duración igual al tiempo de respuesta de la señal ultrasónica.

Calcular Distancia de Sensor HC-SR04

Para calcular la distancia entre el sensor ultrasónico y el objeto a medir.

La fórmula para este cálculo es D = ½ T x C

D es la distancia
T es el tiempo
C es la velocidad del sonido ~ 343 metros / segundo

Por ejemplo, si una persona dirige un sensor ultrasónico a una caja y el sonido tardó 0.025 segundos en recuperarse, la distancia entre este sensor y la caja sería:

D = 0.5 x 0.025 x 343
Estamos hablando de más o menos 4.2875 metros.

Ventajas y Desventajas

Los sensores de ultrasonidos son sensores de baja precisión. La orientación de la superficie a medir puede provocar que la onda se refleje, falseando la medición. Además, no resultan adecuados en entornos con gran número de objetos, dado que el sonido rebota en las superficies generando ecos y falsas mediciones. Tampoco son apropiados para el funcionamiento en el exterior y al aire libre.

Pese a esta baja precisión, que impide conocer con precisión la distancia a un objeto, los sensores de ultrasonidos son ampliamente empleados. En robótica es habitual montar uno o varios de estos sensiores, por ejemplo, para detección de obstáculos, determinar la posición del robot, crear mapas de entorno, o resolver laberintos.

En aplicaciones en que se requiera una precisión superior en la medición de la distancia, suelen acompañarse de medidores de distancia por infrarrojos y sensores ópticos.
Existen otros sensores para detectar distancias. En distancias medias y largas tenemos el sensor óptico Sharp GP2Y0A02YK0 y en muy cortas distancias el detector de obstáculos infrarrojos.

Aplicaciones

Los sensores ultrasónicos industriales se utilizan principalmente como sensores de proximidad. Se pueden encontrar en estacionamientos automáticos, en los sistemas de seguridad anticolisión de los automóviles. Estos sensores también se utilizan en sistemas robóticos de detección de obstáculos, así como en tecnología para fabricación.

En comparación con los sensores infrarrojos (IR) en aplicaciones de detección similares, los sensores ultrasónicos no son tan susceptibles a la interferencia de humo, gas y otras partículas en el aire. También se utilizan como sensores de nivel para detectar los niveles de líquido en contenedores cerrados (como depósitos en fábricas químicas). También la tecnología ultrasónica ha permitido a la industria médica producir imágenes de órganos internos, identificar tumores, etcétera.

Características Técnicas del sensor ultrasónico HC-SR04

Antes de realizar cualquier proyecto es importante tomar en consideración todos los aspectos técnicos de estos dispositivos, esto nos servirá para saber si este es realmente el sensor que requerimos.

Precio

Un sensor ultrasónico Arduino modelo HC-SR04 tiene un rango de precio entre $32-35 Pesos, como $1.30 dólares. Se puede conseguir en Mercado Libre.

Circuito de conexión con tarjeta arduino uno

Ejemplo de prueba con Arduino UNO

Vamos a realizar este pequeño proyecto para mostrar el funcionamiento del sensor ultrasónico. Para este ejemplo se requiere un Arduino UNO y un sensor ultrasónico HC-SR04, a continuación, te muestro el diagrama de conexión.

-El pin de VCC del sensor se conecta a la salida de 5V del Arduino.

-El pin de GND del sensor se conecta a la salida de GND del Arduino.

-El pin Trig se conecta al pin 2 del Arduino.

-El pin Echo se conecta al pin 3 del Arduino

Código de programación sensor ultrasónico HC-SR04 y Arduino UNO

const int Trigger = 2;
const int Echo = 3; 

void setup() {
 Serial.begin(9600);
 pinMode(Trigger, OUTPUT);
 pinMode(Echo, INPUT);
 digitalWrite(Trigger, LOW);
}

void loop()
{
 
long t; //Tiempo de regreso
 long d; //Distancia en centímetros
  
 digitalWrite(Trigger, HIGH);
 delayMicroseconds(10); //Se envía un pulso de 10us
 digitalWrite(Trigger, LOW);
 
 t = pulseIn(Echo, HIGH); 
 d = t/59; //Se obtiene la distancia en centímetros
 
 Serial.print("Distancia: ");
 Serial.print(d);
 Serial.print("cm");
 Serial.println();
 delay(100); //Hacemos una pausa de 100ms
}