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info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utenteingmarketz » 31 mag 2017, 17:38

Salve a tutti , volevo dilettarmi nel progettare un misuratore di distanze (1cm - decine di centimetri) basato su sensori a ultrasuoni.
in particolare volevo usare un solo sensore come trasmettitore di ultrasuoni e come ricevitore.
Tuttavia non essendo nel campo dei sensori, mi sono sorti dei dubbi come ad esempio:
1) un sensore ultrasuoni ha la stessa sensibiilita' in trasmissione che in ricezione? (secondo me e' piu' che probabile dal momento che dovrebbero lavorare come delle antenne le quali invece di irradiare onde EM emettono onde ultrasuoni, comunque nel dubbio , io chiedo.)

2) Conoscete per caso dei link di progetti come questo che voglio fare (basato su un sensore unico) ?
Almeno ho un punto di partenza.

3) Oppure sapreste direttamente il nome di un sensore da consigliarmi?

Uno dei miei dubbi e' il segnale che fornisco al sensore e' sufficiente per emettere sufficiente potenza da misurare l'echo.

4) Assumendo di ricevere un onda sonora di potenza Prx come si calcola la tensione del segnale generato?

p.s: navigando in internet la maggior parte dei progetti sono basati su due sensori, ma ripeto io vorrei farlo con uno solo.

Grazie a tutti, aspetto vostri suggerimenti .
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[2] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utentexyz » 31 mag 2017, 19:01

Quelli che chiami 2 sensori è in realtà un trasmettitore ad ultrasuoni e un ricevitore a ultrasuoni, il più diffuso è questo SR04:

https://uglyduck.ath.cx/ep/archive/2014 ... cator.html
http://www.robot-electronics.co.uk/htm/srf04tech.htm

io consiglio di prendere il modello successivo SRF05, è più preciso:

http://www.f15ijp.com/2012/09/arduino-u ... -hy-srf05/

I sensori con un solo elemento che trasmette e riceve non gli ho ancora provati.

Hanno una distanza minima di pochi centimetri e la distanza massima non sono mai riuscito a raggiungere quella dichiarata, di solito si ferma tra 1 m e 1.5 m.

La lettura viene fatta attraverso un micro controllore, si da un impulso ad un pin di una durata fissa e si aspetta in un altro pin l'impulso di ritorno. Misurando la durata dell'impulso di ritorno con un contatore e utilizzando una opportuna formula è possibile ricavare la distanza dell'ostacolo.
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[3] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utenteingmarketz » 31 mag 2017, 19:38

Grazie per la tua risposta. Infatti li avevo gia' visti quei sensori . Tuttavia, come precedentemente detto
sono piu' interessato a link o nomi di applicazioni che usano un solo sensore. Grazie comunque, per avermi comunque ripetuto il principio di funzionamento.
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[4] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utenteingmarketz » 1 giu 2017, 12:13

FYI ho avuto la conferma che il diagramma di radiazione di un sensore a ultrasuoni e' lo sia se esso e' usato per trasmissione che per ricezione :)
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[5] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 1 giu 2017, 12:19

ingmarketz ha scritto:sono piu' interessato a link o nomi di applicazioni che usano un solo sensore..

non capisco come sia indispensabile l'uso di un solo sensore...

inoltre hai considerato che per distanze brevi devi avere una risposta entro qualche microsecondo? con lo stesso sensore sarà possibile questo? anche perché deve essere collegato sia al circuito trasmettitore che al ricevitore.

oltretutto il modulo proposto da Foto Utentexyz è molto semplice da usare e da leggere!

saluti.
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[6] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utenteingmarketz » 1 giu 2017, 12:38

Ciao, grazie per il commento :) .
1)la tipologia a due sensori e' semplice e ben documentata come tu dici, tuttavia non quella a un sensore, la quale e' quella che prevale in applicazioni avanzate come medical applications o advanced sonar.
Non mi serve costruire il tipico sensore da auto, ma per allargare le mie conoscenze su questo tipo di driving method, il quale forse in un futuro mi tornera' di aiuto dal momento che come gia' detto questo tipo di driving method e' piu' comunemente usato il applicazioni avanzate.
2) Ho gia' tenuto conto del fatto che il sensore e il circuito debbano commmutare da TX a RX in pochi micro secondi.
Volevo avere in particolare informazioni sul sensore dal momento che sono piu un elettronico che un sensorista se cosi possiamo dire :).
Comunque grazie lo stesso per il tuo intervento. Spero che qualcun altro abbia sentito dire o abbia link di progetti gia' discussi in rete come questo che sto cercando.
A presto
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[7] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 1 giu 2017, 12:48

ingmarketz ha scritto:un solo sensore

La capsula è risonante dunque ha bisogno di almeno una dozzina di cicli per oscillare e poi per smorzare l'oscillazione stessa. Se vogliamo misurare la distanza dobbiamo emettere un pacchetto e poi aspettare l'eco. Se troviamo l'eco già arrivata, perché l'ostacolo è troppo vicino o il pacchetto era troppo lungo, non misuriamo più nulla. Il fatto di avere un solo sensore da questo punto di vista mi pare poco influente, forse può allungare il tempo di smorzamento perché in ricezione aspettiamo un segnale ben più piccolo di quello in trasmissione.
P.S. parlo di gestione dei sensori per robottini e simili, per ecografia non so, forse vanno in emissione continua con qualche stratagemma.
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[8] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utenteingmarketz » 1 giu 2017, 13:12

grazie ecotan per il tuo contributo, allora guarda da quello che ho capito, in realta' il problema che dici tu riguardo la sovrapposizione del segnale trasmesso con quello ricevuto si riduce tanto piu la frequenza e' piu alta.
Nel senso modellando il sensore a ultrasuoni come un RLC ti accorgi che se la frequenza risonante e' alta allora l''induttanza e la capacita' equivalente in questo modello sono piccoli. Dal momento che lo smorzamento e' inversamente proporzionale a L nel caso di RLC serie. l'oscillazione decade piu' velocmente.
IN conclusione, scegliendo un sensore di frequenza elevata e' possibile ridurre il problema da te accennato. in alternativa mi viene ora in mente che lo smorzamento potrebbe anche essere aumentato mettendo in serie una resistenza con il sensore, il quale aumento lo smorzamento elettrico.
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[9] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utentegammaci » 1 giu 2017, 13:16

La capsula è risonante dunque ha bisogno di almeno una dozzina di cicli per oscillare e poi per smorzare l'oscillazione stessa.

E si, ma non è un problema insormontabile.
Segnalo all'OP questa white paper sull'argomento che riporta figure puntuali riguardo tempi, distanze, algoritmi e HW.

L'HW riferito è RaspBerry con Raspbian Jessie e script di misura in Python, il sensore usato è USB e se ne possono usare fino ad 8. il tutto si scarica da Maxbotix USB sensors on Raspberry PI Integration
Da soli conosciamo alcune cose.
In molti ne conosceremo molte di più.
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[10] Re: info sensore ultrasuoni per misurare distanze

Messaggioda Foto Utenteingmarketz » 1 giu 2017, 14:41

Questo articolo sembra interessante , grazie mille, gammaci. Tuttavia, sarebbe stato bello vedere anche le forme d'onda del segnale trasdotto dal sensore in ricezione , per avere un idea dell'ampiezza del segnale trasdotto.
Comunque un bel articolo. Se avete altri link da spedire sono sempre felice di leggerli. grazie mille.
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