Sensor Ultrasónico HC-SR04

Este módulo mide distancias por ultrasonidos mediante un par de transductores que funcionan a 40 KHz, uno hace de altavoz y otro de micrófono. Son muy económicos y su uso es bastante sencillo, y aunque no proporcione demasiada precisión es ideal para aplicaciones robóticas.

Características:

  • Corriente de reposo: < 2mA
  • Corriente de trabajo: 15mA
  • Ángulo de medición: 30º
  • Ángulo de medición efectivo: < 15º
  • Detección de 2cm a 400cm
  • Frecuencia de trabajo: 40KHz

Según el fabricante, el dispositivo tiene  un alcance superior a 4 metros, pero no garantiza una buena medición, además la precisión puede variar entre los 0.3 cm y 3 mm.

El módulo dispone únicamente de 4 pines:

  • VCC: Alimentación +5V (4.5V min – 5.5V max)
  • TRIG: Trigger entrada (input) del sensor (TTL)
  • ECHO: Echo salida (output) del Sensor (TTL)
  • GND: Masa

El funcionamiento es muy simple, el trigger (disparo) recibe del Arduino un pulso de 10 μs que indica al módulo que comience a medir la distancia, entonces transmite 8 pulsos de 48 KHz, a partir de entonces el pin echo (eco) se pone en HIGH hasta que recibe la señal rebotada, es decir genera un pulso de ancho proporcional al tiempo que tarda en recibir el rebote del sonido (150us-25ms).

Este tiempo medido es proporcional a la distancia que queremos conocer, en función de la velocidad del sonido (340 m/s), una sencilla fórmula nos convierte este tiempo en distancia:

Distancia (cm) = Pulso (μs)/58

Conectamos el módulo según el esquema y usamos el sketch de ejemplo que muestra por el puerto serie la distancia medida:

Módulo de ultrasonidos SRF05

El HC-SR05 o HY-SRF05 es una evolución del SRF04, y ha sido diseñado para aumentar la flexibilidad, aumentar el alcance y reducir aún más los costes. Aparentemente son casi iguales pero a simple vista ya vemos que esta versión incluye un pin más que el HC-SR04, sin embargo es totalmente compatible con él.

La mejora de prestaciones se resume en estos puntos:

  • Rango de medición: 2cm ~ 4,5m
  • Precisión hasta  2 mm
  • 2 modos de funcionamiento

Modo 1: (pin OUT= Sin conexión). Funciona de forma compatible con el HC-SR04, las señales TRIGGER y ECHO son independientes.

Modo 2: (pin OUT= 0, TRIGGER= Sin conexión). Permite al SRF05 utilizar un solo pin para  TRIGGER/ECHO. La ventaja es que nos ahorra nuestros valiosos pines del microcontrolador, por contra la programación es más compleja.

Módulo de ultrasonidos US100

Este módulo de ultrasonidos se distingue de los anteriores modelos por estas características:

  • Rango de medición: 2cm ~ 4,5m
  • Resolución: 1 mm (compensación de temperatura)
  • 2 modos de funcionamiento (Seleccionable mediante Jumper trasero JP1)

Modo 1: (JP1 abierto). Funciona de forma compatible con el HC-SR04. Envía un pulso de 10 μs por el pin TRIGGER y mide el ancho del pulso de retorno en el pin ECHO.

Modo 2: (JP1 conectado).  Modo serie, la comunicación se realiza a través de de los pines Tx(trigger) y Rx(echo) a 9600 baudios. Sólo en este modo se aplica la característica de compensación de la velocidad del sonido debido a los cambios de la temperatura.

El dispositivo permite 2 comandos en modo serie:

  • 0x55: solicitud de medición de distancia
  • 0x50: petición de medición de temperatura

Y la respuesta es:

  • Distancia (mm), 2 bytes según la expresión: MSB * 256 + LSB
  • Temperatura (ºC), 1 byte según la expresión: BYTE – 45

Este dispositivo es útil  en aplicaciones donde necesitemos el valor de la medida ya calculado, libera a nuestro microcontrolador de esta tarea y además el resultado obtenido es más preciso.

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