2. CAPITULO 1 SENSORES (Ultrasonido SR04)








De manera general, los sensores son dispositivos electrónicos que miden magnitudes físicas, químicas y eléctricas. Un sensor está compuesto por un transductor que en si es un material que se deforma por presencia de esa magnitud presente y tras la deformación se encarga de producir una corriente eléctrica conforme en la medida en que se somete a una mayor exposición en concentración a esa magnitud. Así mismo, un transductor por estar directamente ligado al medio genera ruido eléctrico debido a muchos factores entre ellos la variación de la magnitud a través del tiempo que son situaciones no controlables. En casos como la interferencia de otras magnitudes presentes se conoce como perturbación la cual puede llegar afectar indirecta o directamente la magnitud de interés. Por tanto, la señal eléctrica generada por un transductor es necesario adicionarle filtros para asegurar la calidad de la señal eléctrica medida. El conjunto del transductor, el circuito filtro y el housing (carcasa) que lo cubre se conoce como sensor. Dependiendo del tipo de magnitud física a medir es que se puede llegar a conocer el tipo de sensor a emplearse.


En caso de querer obtener la distancia, puede llegar a ser obtenida mediante diversos tipos de sensores que conforme a los datos del fabricante, proporciona el rango de medición. Uno de los sensores para medir distancia es el sensor ultrasónico como por ejemplo el SR04.







Este sensor consta de dos terminales llamadas TX y RX donde el dispositivo requiere que se excite la membrana de generación de ondas acústicas por medio del aire <también se puede propagar la onda acústica por entre los materiales sólidos o también por medios acuoso como el agua>.

Cuando se excita la membrana acústica de transmisión (TX) envía una señal sonora denominada TRIGGER y para cuando esta señal o onda acústica hace contacto con un material sólido, rebota gran parte de la señal acústica reflejándose hasta llevar a la membrana receptora (RX) se denomina ECHO.

Para ello, es necesario entender en que existe un tiempo entre la señal de transmisión y aquella que rebota. Como la velocidad del sonido es conocida se puede llegar a obtener la ecuación de distancia mediante la forma clásica de física mecánica donde la velocidad es directamente proporcional o igual a la distancia e inversamente proporcional o dividido en relación al tiempo.

Velocidad del sonido = (Distancia recorrida por la onda acustica)/ Tiempo

Por tanto, es necesario entender que debido en que existe en el tiempo la duración de la onda TRIGGER y la duración de la onda ECHO se puede debe dividir entre dos el tiempo para obtener el tiempo deseado al objeto. Es decir, que tiempo esta compuesta por el tiempo de la onda TRIGGER (t_TRIGGER) mas el tiempo de la onda ECHO (t_ECHO) o puede ser expresado como Tiempo=(t_TRIGGER)+(t_ECHO). Al despejar distancia queda:


Distancia (entre el SR04 y el objeto) =Velocidad del sonido*(Tiempo/2)


Por tanto, es necesario revisar el datasheet del sensor ultrasónico para revisar los aspectos técnicos.

La conectividad del sensor ultrasónico se puede observar en la siguiente figura:



Es importante entender que el pin 1 es donde se proporciona una señal TRIGGER en tecnología TTL (oscila entre 0 y 5Vdc) mientras en el pin 2 es donde se recibe la señal ECHO en la misma tecnología TTL pero variando en el ancho de pulso.


CÓDIGO ARDUINO:

const float Echo=6;
const float Trig=7;
long duracion, distancia;   

void setup() {                
  Serial.begin (9600);       // inicializa el puerto seria a 9600 baudios
  pinMode(Echo, INPUT);     // define el pin 6 como entrada (echo)
  pinMode(Trig, OUTPUT);    // define el pin 7 como salida  (triger)
  pinMode(13, 1);            // Define el pin 13 como salida
  }
  
void loop() {
  
  digitalWrite(Trig, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(Trig, HIGH);   // genera el pulso de triger por 10ms
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(Trig, LOW);
  
  duracion = pulseIn(Echo, HIGH);
  distancia = duracion*0.034/2;            // calcula la distancia en centimetros
  
  if (distancia >= 500 || distancia <= 0){  // si la distancia es mayor a 500cm o menor a 0cm 
    Serial.println("---");                  // no mide nada
  }
  else {
    Serial.print(distancia);           // envia el valor de la distancia por el puerto serial
    Serial.println("cm");              // le coloca a la distancia los centimetros "cm"
    digitalWrite(13, 0);               // en bajo el pin 13
  }
  
   if (distancia <= 10 && distancia >= 1){
    digitalWrite(13, 1);                     // en alto el pin 13 si la distancia es menor a 10cm
    Serial.println("Alarma.......");         // envia la palabra Alarma por el puerto serial
  }
  delay(50);                                // Tiempo de refrescamiento de 50ms

}

CIRCUITO DE CONEXIÓN EN PROTEUS:



Lea también sensor de temperatura
Puedes contactarme: Ing. David Muñoz Aldana

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