SENSOR ULTRASÓNICO
El sensor ultrasónico de distancia PING))) permite efectuar la medición de distancia de objetos colocados entre 3 cm y 3 m, es fácil de conectar y requiere únicamente para su operación un terminal de entrada /salida del microcontrolador.
El funcionamiento de este poderoso sensor se basa en la utilización de ondas ultrasónicas, las cuales se caracterizan porque su frecuencia supera la capacidad de audición de los seres humanos. El oído humano es capaz de detectar ondas sonoras de frecuencias comprendidas entre unos 20 y 20000 Hertz, a esto se le conoce como espectro audible. Toda señal sonora que se encuentre por encima de este rango, se cataloga como ultrasónica.
El sensor ping transmite una ráfaga ultrasónica y mide el tiempo que demora el eco en ser recibido. Este eco se produce cuando las ondas sonoras golpean un objeto que se encuentra dentro del rango de medición del PING))).
El sensor PING)))
entrega
una salida en forma de un pulso
digital que es proporcional al tiempo requerido por el ultrasonido para ir desde
el módulo emisor, golpear contra un
objeto y regresar hasta el receptor.
Para lograr que el microcontrolador obtenga la 
medición
de distancia de un objeto colocado
frente al PING))), basta con medir la duración de este pulso y aplicar un
sencillo cálculo para obtener el resultado.
Este sensor es una buena elección para aplicaciones donde se requiera efectuar la medición de distancia entre objetos fijos o móviles. También puede ser usado en robótica, sistemas de seguridad o como reemplazo de sistemas basados en infrarrojo.
<< Fig. No. 01. PING)) & ROBÓTICA
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Voltaje de Alimentación = 5 VDC.
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Consumo de Corriente = 30 – 35 mA (máx).
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Rango de medición = 3 cm hasta 3 m.
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Entrada de disparo = Pulso ascendente TTL con duración mínima de 5us.
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Pulso de salida = Pulso ascendente TTL comprendido entre 115 us y 18.5 ms.
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Tiempo de espera para la medición = 750 us luego del pulso de disparo.
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Frecuencia del ultrasonido = 40 Khz.
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Tiempo de emisión del ultrasonido = 200 us.
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Diodo LED indicador de actividad.
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Tiempo mín de espera entre medidas = 200 us.
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Dimensiones = 22x46x16 mm.
Fig. No. 02. DETALLES DEL PRODUCTO (DIMENSIONES)
Este dispositivo cuenta únicamente con tres terminales de conexión separados por una distancia estándar de 0.1”, lo cual hace su inserción en protoboards ó en circuitos impresos terminados una labor muy simple.
La siguiente figura, muestra la función del los terminales del PING))). GND se utiliza como referencia o tierra, 5V provee la alimentación para los circuitos internos del sensor y SIG es el terminal de E/S utilizado para producir el pulso de activación o disparo y recibir la medición efectuada.
Fig. No. 03. TERMINALES DE CONEXIÓN DEL PING)).
El microcontrolador debe garantizar que exista un estado bajo en el pin de señal (SIG) del sensor antes de comenzar la operación. Seguidamente se genera un pulso de activación o de disparo. Al concluir ese pulso, el terminal de E/S del microcontrolador conectado a SIG debe convertirse en una entrada para permitir que el PING tome el control del mismo. El sensor activa al transmisor de ultrasonido durante unos 200us enviando una ráfaga a 40 kHz. Esta ráfaga viaja en el aire a una velocidad aproximada de 1239.93 Kms/hora golpea al objeto en frente del sensor y se genera una señal rebote que es “escuchada” por el micrófono para ultrasonidos del módulo. El terminal SIG se colocará en estado alto luego de ser enviada la ráfaga de 40 kHz y permanecerá de esa manera por un tiempo comprendido entre 115 us y 18.5ms.
Para efectuar el cálculo de la distancia debe considerarse que el pulso recibido tiene una duración proporcional al doble de la distancia recorrida por la onda sonora. Para comprender esto hace falta analizar la fig. No. 4. En ésta se observa que la señal demora un tiempo T1 en alcanzar al objeto y posteriormente toma un tiempo T2 en llegar de regreso al PING))). Ya que ambas ondas se propagan por el mismo medio (aire) los tiempos T1 y T2 serán iguales.
Fig. No. 04. OPERACIÓN DEL PING)).
Utilizar el PING))) con la tarjeta de desarrollo iBOARD es sumamente sencillo, como vamos a ver en los siguientes ejemplos.
EJEMPLOS DE UTILIZACIÓN: El PING))), la iBOARD y el Computador.
En este ejemplo, se requiere conectar el PING en la forma señalada por la figura 3. El terminal de E/S (SIG) se conectará al pin P4 del sistema de desarrollo. La medición efectuada será visualizada en el computador por medio de uno de los terminales de comunicaciones del IDE del microcontrolador ATOM.
EJEMPLOS DE UTILIZACIÓN: El PING))) y la iBOARD LCD.
Manteniendo el sensor conectado en la iBOARD inserte la pantalla LCD en el sistema de desarrollo. La medición efectuada será visualizada en la pantalla LCD.
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