SFR04 modulo sonar ad ultrasuoni Publication Date: 17-10-2003 | Versione Italiana  | (No English Version) Tags: - Domotica -

Uno delle tipologie di sensori più utili nella robotica sono senz'altro i sensori di prossimità, ovvero tutti quei dispositivi in grado di rilevare un ostacolo posto sulla traiettoria del nostro robot.

Le tecnologie utilizzate sono le piu' disparate. Si parte dai semplici microswitch meccanici utilizzati nelle applicazioni più semplici, ai sonar ad ultrasuoni passando per i rilevatori ad infrarosso ed a microonde.

In questo articolo ci occuperemo di un sensore ad ultrasuoni disponibile in commercio sotto forma di modulo preingegnerizzato pronto per essere integrato con il nostro controller a microprocessore preferito, il sonar Devantech SFR04.

Figura 1 - Sonar a ultrasuoni Devantech SFR04

L'SFR04 è dotato di una coppia di trasduttori ceramici in grado di generare un segnale ad ultrasuoni a 40Khz e di ricevere l'eco prodotto da un ostacolo frontale fino ad una distanza di 3 metri e di tutta la circuiteria necessaria per condizionare i segnali in modo da poter essere gestiti da un normale microprocessore.

Il sonar è dotato di una sensibilità sufficiente a rilevare un'ostacolo del diametro di 3 cm ad una distanza di 2 metri e dispone di connessioni esterne compatibili TTL come visibile in figura 2.

Figura 2 - Pin out del sonar SFR04

Il sonar può essere alimentato con una tensione continua a 5 volt tramite i pin "5v Supply" e "0v Ground" con un assorbimento massimo di 50mA.

Al terminale "Trigger Pulse Input" dobbiamo invece applicare un impulso positivo di durata pari 10uS per poter generare un treno di impulsi ad ultrasuoni (burst) verso l'ostacolo da rilevare.

La capsula ricevente rileva l'eco di ritorno e sul terminale Echo Pulse Output viene generato un impulso positivo di durata proporzionale alla distanza dell'ostacolo dal sensore.

Le temporizzazioni dei segnali in ingresso ed in uscita al sensore sono indicate in figura 3:

Figura 3 - Diagramma delle temporizzazioni dei segnali sui terminali dell'SFR04

Misurando l'impulso di ritorno è possibile risalire alla distanza dell'oggetto. Per ogni centimetro di distanza corrisponde una durata del segnale di eco di circa 54uS.

Esempio di applicazione pratica

Nello schema elettrico di figura 4 riportiamo un esempio di collegamento del sonar SFR04 ad un modulo BasicX modello BX24. Useremo spesso questo modulo nei nostro articoli di robotica per le sue eccellenti caratteristiche e per la sua facilità di utilizzo. Maggiori informazioni sul BX24 sono disponibili sul sito internet http://www.basicx.it.

Figura 4 - Connessioni elettroche tra BX24 e sonar SFR04

Il BX24 si programma in un linguaggio semi-compatibile al Visual Basic di casa Microsoft per cui il sorgente di esempio che andremo ad illustrare dovrebbe risultare molto familiare per la maggior parte dei programmatori.

Di seguito il sorgente d'esempio:

Sub Main()

  'Pin 13 = Trigger (Output)
  Const TriggerPin As Byte = 13

  'Pin 14 = Echo (Input)
  Const EchoPin As Byte = 14

  Dim Distanza As Integer

  'Trigger = output = 0
  Call PutPin(TriggerPin, bxOutputLow)

  'Echo = input
  Call PutPin(EchoPin, bxInputTristate)

  'Loop infinito
  do

    'Genera un impulso positivo di durata pari a 10uS sul pin Trigger
    Call PulseOut(TriggerPin, 10, 1)

    'Rileva la durata dell'impulso positivo di eco
    'e la converte in centimetri
    Distanza = PulseIn(EchoPin, 1) \ 54

    'Visualizza la distanza sul video del PC
    Debug.Print "Distanze oggetto = " ; CStr(Distanza) ; "cm"

    'Aspetta 10mS e ricomincia
    Call Delay(0.01)

  loop

End Sub

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