Os sensores ultrassônicos funcionam medindo o tempo de propagação do eco, isto é, o intervalo de tempo entre o impulso sonoro emitido e o eco recebido de volta. Os sensores emitem os pulsos de ultrassom ciclicamente. Quando um objeto reflete estes pulsos, o eco resultante é recebido e convertido em um sinal elétrico.
Como funciona o sensor ultrassônico? Semelhante ao sonar dos morcegos, o sistema do sensor ultrassônico funciona tem como princípio de funcionamento a emissão de uma onda sonora de alta frequência. O objeto a ser detectado (que é capaz de refletir essa onda) resulta em um eco, que é convertido em sinais elétricos.
O princípio de funcionamento do HC-SR04 consiste na emissão de sinais ultrassônicos pelo sensor e na leitura do sinal de retorno (reflexo/eco) desse mesmo sinal. A distância entre o sensor e o objeto que refletiu o sinal é calculada com base no tempo entre o envio e leitura de retorno.
Ondas de pressão com frequência maior do que 20kHz são denominadas ondas ultrassônicas ou ULTRASSOM.
Seu princípio de funcionamento é a emissão de uma onda sonora de alta frequência, que é refletida pelo objeto a ser detectado. A detecção do eco depende da intensidade e da distância entre o objeto e o sensor.
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O ultrassom aplicado na medição de nível normalmente está na faixa de 40 a 200 kHz. O ultrassom detecta objetos pelo mesmo princípio do radar, ou seja, pulsos ultrassônicos são emitidos na direção do objeto e a distância é calculada pelo tempo que o som leva para ser refletido de volta.
Podem medir distâncias que variam de 20mm a 20 metros com erro de medição de 1% do valor medido.
Os sensores ultrassônicos comprovaram sua funcionalidade e robustez em praticamente todos os setores da indústria, entre eles:Indústrias de Alimentos e Bebidas.Produção de Madeira.Materiais de Construção.Agricultura.Papel e Celulose.Movimentação de Material e Logística.Medição e Controle de Nível.
Cabos com Terminação Dupla.Conectores Cabeáveis de Campo.Conjuntos de Cabos com Terminação Única.Junções.
A orientação correta do sensor é fundamental para se obter um bom desempenho do sistema. Nesse caso, especial atenção deve ser tomada com os ângulos para que o objeto passe pela região de maior intensidade do sinal e a reflexão ocorra na direção em que está o sensor.
Monte o sensor na Blackboard/Arduino seguindo o esquemático apresentado a seguir. Ligando os pinos de alimentação do sensor (5V e GND), o pino ECHO ao pino 13 e TRIG ao pino 12. Faça o download da biblioteca do sensor pelo botão abaixo. Instale a biblioteca do sensor.
Conexão do sensor infravermelho ao Arduino
A conexão do sensor infravermelho é bem simples, já que o sensor tem apenas 3 fios: Vermelho (Vcc), Preto (GND) e Amarelo (sinal). O pino de sinal será ligado à uma das portas digitais do Arduino, gerando um valor 0 (LOW) quando um objeto for detectado.
Os sensores magnéticos foram idealizados para detectar campo magnético, gerado por um imã permanente (ou até por um eletroímã). A frente do sensor possui um componente eletrônico sensível ao campo magnético, que se excitado por um ímã, altera sua característica gerando um sinal para o estágio de saída do sensor.
Sensores de nível baseados na medição de pressão hidrostática geralmente medem a altura de nível ou enchimento em um tanque conforme o seguinte princípio: um líquido gera, através sua gravidade específica e da força da gravidade, uma força peso que aumenta proporcionalmente conforme a altura de enchimento.
Basicamente, o sensor temperatura PT100 funciona por meio da variação no valor da resistência elétrica de um condutor de metal, em função da temperatura.
Os sensores ultrassônicos funcionam medindo o tempo de propagação do eco, isto é, o intervalo de tempo entre o impulso sonoro emitido e o eco recebido de volta. Os sensores emitem os pulsos de ultrassom ciclicamente. Quando um objeto reflete estes pulsos, o eco resultante é recebido e convertido em um sinal elétrico.
O Sensor Ultrassônico EV3 digital gera ondas sonoras e lê seus ecos para detectar e medir a distância dos objetos. Ele também pode enviar ondas sonoras únicas para funcionar como sonar ou ouvir uma onda sonora que aciona o início de um programa.
Os objetos muito pequenos ou os que desviam parcialmente do som reduzem o range de detecção. Os objetos com superfícies lisas devem ser posicionados o mais próximo possível de um ângulo de 90°. Já as superfícies ásperas podem tolerar desvios angulares maiores.
Os sensores ultrassônicos, usados em veículos, como caminhões de coleta de lixo, são extremamente robustos e garantem uma operação segura. Diversas aplicações que envolvem movimentação de materiais e logística utilizam empilhadeiras para o transporte seguro das cargas.
Vemos no nosso cotidiano vários exemplos desse tipo de sensor, como a presença para alarmes, portas automáticas, ligar ou desligar luzes.
Vantagens ao Utilizar um Sensor UltrassônicoPossibilidade de ser utilizado para a detecção de qualquer tipo de material que não absorve som.A não influência da cor no processo de detecção.Excelência na detecção de materiais transparentes.A capacidade de ignorar quaisquer ruídos de fundo.
O medidor de nível por radar utiliza ondas eletromagnéticas, enquanto o medidor de nível ultrassônico utiliza ondas mecânicas. Falando sobre o funcionamento, o medidor de nível ultrassônico emite ondas mecânicas com um sensor piezoelétrico. Essas ondas refletem na superfície do produto, retornando ao sensor.
Isto ocorre devido ao formato da onda emitida pelo sonar ser cônica e a altura do objeto ser apenas 1,5 cm. Nessas condições a onda não intercepta objetos próximos demais.
Basta medir a variação da freqüência para se ter essa indicação. Isso pode ser feito com os sensores ultrassônicos, caso em que eles podem ser usados para medir a velocidade de um objeto. O tempo de retorno do sinal serve para medir sua distância e a alteração da freqüência, serve para medir sua velocidade.
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