¿Qué es un sensor de ultrasonidos?

Es un dispositivo para medir distancias, cuyo funcionamiento es enviar un pulso de alta frecuencia, bajo el rango no audible para el ser humano, este pulso rebota en los objetos que se encuentran cerca y es reflejado hacia el sensor, el cual está equipado con un micrófono que percibe esta frecuencia. Con el registro que hace el sensor mediante la medición del tiempo entre pulsos, se logra identificar la velocidad del sonido y se puede estimar la distancia del objeto contra la superficie que impacto el impulso de ultrasonidos.

Los sensores de ultrasonido son económicos y fáciles de usar, generalmente su rango de medición es de 2 cm a 400 cm, con una resolución de 0,3 cm, pero esta medición en la práctica puede variar y limitarse, donde mayormente generar registros entre los 20 cm a 2 metros de distancia. Siendo así que estos sensores son de baja precisión, además que la orientación en la superficie puede generar reflexión de onda, efecto que produce que errores en la medición, al igual que la implementación en espacios que se encuentren con un gran número de objetos, pues el sonido rebota en las superficies generando ecos y falsas mediciones, otro caso es la falta de propiedad para poderse implementar el sensor al aire libre.

A pesar de estas dificultades, el sensor de ultrasonidos es bastante usado en el mercado. Por ejemplo, en la robótica se montan uno o varios sensores para la detección de obstáculos, determinar la posición del robot, creación de mapas del entorno o resolver laberintos. Otro caso es las aplicaciones que requieran una precisión superior en la medición de la distancia, que suelen venir en compañía de medidores de distancia infrarrojos y sensores ópticos.

Al implementarse el sensor ultrasonidos con el programa Arduino, se logra medir distancias a través de los ultrasonidos, como es en la construcción de un sistema de aparcamiento asistido. Este tipo de sistema se puede encontrar en los coches actuales.

¿Cómo funciona un sensor de ultrasonidos?

El sensor se basa en medir el tiempo entre el envío y la recepción de un pulso sonoro, donde se debe tener en cuenta a la velocidad del sonido (342 m/s) en condiciones de temperatura de 20 °C, humedad al 50% y presión atmosférica sobre el nivel del mar. Con lo que se puede decir que el sonido tarda 29,2 microsegundos en recorrer un centímetro, y en consecuencia se puede obtener la distancia a partir del tiempo entre la emisión y recepción del pulso.

La intención de dividir por dos el tiempo es porque se ha de medir el tiempo que tarda el pulso en ir y volver, por lo que la distancia recorrida por el pulso es el doble de la que se debe medir.

Referencias

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