Sensor Ultrasónico Arduino

Introducción:

Se conoce como ultrasonido, a ondas de sonido a frecuencias muy altas (aproximadamente 20 KHz.). Éstas ondas de sonido no son audibles para el ser humano, sin embargo en la naturaleza, existen animales que pueden percibir estas ondas (murciélagos, delfines), las cuales al ser dirigidas hacia algún cuerpo físico, rebotan, a esto se le conoce como ecolocalización. Ésta idea, aplicada a la electrónica ha dado como resultado, el sensor ultrasónico.

Paso 1:

Un sensor ultrasónico está formado de 2 componentes principales, los cuales son: el altavoz (emisor) y el micrófono (receptor). El principio de funcionamiento es el siguiente: se emiten ondas a una frecuencia de 40 KHz. Al chocar con un objeto, estas ondas regresan y son detectadas por el receptor. El sensor HC-SR04 emite 8 pulsos a una frecuencia de 40 KHz. Los 8 pulsos al chocar con un objeto dentro del rango de detección (entre 2 y 50 cm.), regresan y son captados por el receptor. El tiempo transcurrido, “retardo de propagación”, se contabiliza, determinando así la distancia que recorrió la onda (tanto de ida como de regreso).

Diagrama de señales del sensor Ultrasónico HC-SR04

Paso 2:

Para determinar la distancia a la que se encuentra un objeto, se emplearán los siguientes componentes:

-       Tarjeta Arduino Leonardo

-       Sensor ultrasónico HC-SR04

-       Puerto serial de computadora

La siguiente imagen muestra el cableado del circuito.

Conexión del Arduino Leonardo y del sensor HC-SR04

Paso 3:

Ahora se procede a la escritura del programa para el Arduino. Hay que tener en cuenta lo siguiente:

-       Vcc y GND del sensor se conectan a las terminales Vcc y GND del Arduino (Vcc= 5 Volts, GND= 0 Volts)

-       Trigg será conectado al puerto 2 y Echo al 3

A continuación se presenta el programa.

/****** Sonar Arduino ***** //
 * Escrito: AMS
 * 
 */

int Informacion_Serial;
int Pulso_Trig=2;                  // Puerto de salida
int Pulso_Echo=3;
long tiempo;
long distancia;

void setup() {
  pinMode(Pulso_Trig, OUTPUT);     // Configuración del puerto
  pinMode(Pulso_Echo, INPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Medir distancia");
}                                     // 

void loop() {

      digitalWrite(Pulso_Trig, LOW);
      delayMicroseconds(4);
  
      digitalWrite(Pulso_Trig, HIGH);
      delayMicroseconds(10);
      digitalWrite(Pulso_Trig, LOW);

      tiempo=pulseIn(Pulso_Echo, HIGH);
      distancia=tiempo/58;

      if (distancia < 5)
        {
          Serial.println("Colision");
        } 
          else if (distancia > 50)
            {
              Serial.println("Fuera de rango");
            }
            else
              {
                Serial.print("Distancia: ");
                Serial.print(distancia);
                Serial.println(" cm");
              }
                delay(120);
}

La siguiente imagen muestra la conexión de la tarjeta Arduino Leonardo y el HC-SC04.

Arduino Leonardo y sensor ultrasónico HC-SR04

Paso 4:

Una vez realizado el cableado y la descarga del programa a la tarjeta, se conecta el puerto serie de la PC al Arduino. El IDE de Arduino cuenta con una conexión serial. El símbolo es la lupa situado a la derecha.