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 Medición de distancias con el sensor ultrasónico HC-SR04 y el sistema Bolt 18F2550

Desarrollo del proyecto: Moisés Meléndez Reyes

 

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Antecedentes:

Los sensores ultrasónicos modernos para la medición de distancias, son de bajo costo y permiten su acoplamiento a sistemas microcontroladores. Estos sensores cuentan con una pequeña bocina emisora del sonido y un micrófono receptor de la señal ultrasónica rebotada por el objeto del cual se desea medir la distancia.

El principio de funcionamiento es el siguiente: a través de la bocina se envían trenes de pulsos de ultrasonido a una frecuencia 40 Khz. Esta señal rebota contra el objeto y regresa al sensor, siendo detectada por el micrófono (Figura 1). Una vez que se mide el retraso entre la señal emitida y recibida, con base en la velocidad constante de propagación del sonido (340 metros por segundo) y utilizando una fórmula aritmética (Figura 4) puede calcularse la distancia a dicho objeto.

El sensor HC-SR04, con capacidad de medir distancias entre 2 cms y 4 metros, fue empleado en el proyecto que se describe enseguida.

 

Descripción general:

 

 

El sensor HC-SR04 maneja 2 señales de control conectadas al microcontrolador, en este caso el sistema Bolt 18F2550. La primera es 'Trig", que es un pulso con 10 us de duración que dispara la emisión de 8 pulsos de ultrasonido a través de la bocina, como se muestra en la imagen. La segunda señal, llamada 'Echo', genera un pulso cuya duración es igual al tiempo de respuesta de la señal ultrasónica rebotada por el objeto a medir.

Figura 1: Pruebas de medición de distancia con el sensor ultrasónico HC-SR04

 

Figura 2: Diagrama de conexiones Bolt 18F2550 y sensor HC-SR04

 

Figura 3: el sistema Bolt 18F2550 muestra en el display LCD la distancia medida a través del sensor HC-SR04

 

Figura 4: para la comprobación de la precisión del sensor, se realizaron pruebas con un escalímetro, moviendo el objeto y observando la distancia mostrada por el sistema Bolt 18F2550 en su LCD, y comparando con la marca en el escalímetro. La precisión es aproximadamente de unos 3 mm midiendo distancias desde 3 cms hasta 50 cms.

 

Figura 5: Cálculo de la distancia a partir del tiempo de retraso de la recepción del eco.

 

Kit desarrollo con el sensor ultrasónico HC-SR04 y el sistema Bolt 18F2550

Sensor ultrasónico de distancia HC-SR04

Sensor de distancia con el sistema BOLT_HC-SR04.pdf

Firmware BOLT_HC-SR04.zip