Le capteur ultrason permet de mesurer sans contact avec le produit.D’abord, il utilise des ultrasons pour déterminer le niveau d’un objet . Grâce à des ondes acoustiques qui ont des fréquences très élevées pour l’audibilité par l’être humaine, le capteur ultrason détecte plusieurs types d’objets comme:
-La détection de position,les supports solides,liquide ou de poudre.
-La mesure d’une distance.
Cependant,il est classé parmi les capteurs les plus utilisé dans l’industrie.Mais il donne parfois des résultats défavorables à causes des influences environnementales comme la poussière, la saleté et le brouillard.
Alors,dans cet article nous allons répondre aux questions suivants:
-Quels sont les applications de ce capteur dans l’industrie ?
-Quel est son principe de fonctionnement ?
-La possibilité de réaliser un mini-projet qui calcule une distance ?
Les applications du capteur ultrason dans l’industrie.
Le capteur ultrason est parmi les capteurs polyvalents connus par leur fiabilité ,leur précision dans les différentes applications. Dans les lignes suivants nous allons présenter les applications du capteur ultrason.
Surveiller un niveau :
Par exemple: pour garantir la sécurité des processus du matériau, nous utilisons ce type du capteur pour réguler et contrôler le niveau d’un liquide ou bien une marchandise en vrac.
Détecter la présence d’un objet plat
D’un point de vue optique pour détecter un produit plat. Il est très difficile au niveau de l’identification. Grace aux bords le capteur ultrason garantit une productivité maximale.
La détection de la forme des objets
Pour accroitre l’efficacité des applications logistiques nous utilisons ce capteur pour contrôler la présence des objets avec des formes variés.
Contrôler la qualité du processus
D’ailleurs pour améliorer la qualité de production,nous faisons la détection des marchandises qui sont incorrectes et incomplètes ainsi le cas d’un alignement imprécis.
Contrôler une rupture
Ainsi,pour réduire le temps d’arrêt du production nous essayons de détecter une rupture dans les rouleaux de papier, métalliques, de films ou bien de textiles…
Robot d’obstacles
En outre,pour éviter de se confronter avec un obstacle nous utilisons un capteur ultrason pour détecter des grandes surfaces ce qui nous permet d’automatiser les mouvements du robot.
Principe de fonctionnement du capteur.
Ensuite nous allons passer pour savoir la technique avec lequel ce capteur fonctionne. Alors, il est constitué d’un émetteur qui envoie les trains d’ondes qui se réfléchissent sur l’objet à détecter et il revient au récepteur.
D’ailleurs, comme nous allons vu précédemment que parmi les applications de ce capteur est de déterminer la distance entre deux objets. Pour ce faire nous allons se baser sur les relations suivantes :
V=D/T
D=V*T
V : la vitesse des ondes en mètres par secondes (m/s).
D : la distance entre le capteur et l’objet à détecter.
T : le temps entre le début de l’émission d’onde et le début de la réception.
Parmi les facteurs qui influencent sur le fonctionnement du capteur :
-La présence des échos parasites, la poussière produisent une vitesse inopérante, et lorsqu’on se trouve aussi dans un endroit étroit.
-Fonctionnement impossible dans un milieu vide.
– On peut se trouver dans la zone morte ou il y’a une distance minimale entre le capteur et l’objet à détecter .Dans ce cas le capteur ne peut pas fonctionner correctement.
Mini projet : mesure d’une distance avec un capteur ultrason commandé par une carte Arduino UNO :
Notre objectif dans ce mini projet est de réaliser une simulation pour bien comprendre le principe de fonctionnement de ce capteur.Pour ce faire nous allons premièrement choisir les composants à utiliser dans ce projet :
-Capteur ultrason HC-SR04
–Une carte Arduino UNO avec son câble.
-Une plaque d’essai et des fils.
Dans un premier temps ,on fait le choix des composants.Ensuite nous allons passer à la réalisation pour les connecter avec la carte Arduino UNO avec la façon suivante :
-Le port digital 2 et 3 serons relié avec les pins TRIG et ECHO à l’aide de la plaque d’essai comme le montre la figure 10.
-Connecter le GND et le Vcc du HC-SR04 avec le GND et le Vcc de la carte Arduino UNO.
Explication du code Arduino
Ensuite nous allons passer à la programmation de notre carte. Pour calculer la distance entre la position du capteur et l’objet à détecter .Après, on commence par la première partie du code :
Après ,nous choisissons quatre constantes: 2 constantes pour les broches TRIGGER et ECHO, une constante pour le timeout et la dernière pour définir la vitesse du son. Le timeout est le temps nécessaire avant l’existence d’un obstacle.
Alors,pour initialiser le port série on utilise la fonction SETUP().Nous allons mettre la broche TRIGGER du capteur en sortie: c’est-à-dire LOW, ECHO en entrée=HIGH.
Le rôle de La fonction LOOP() est de s’occuper de la mesure et de l’affichage des données . Elle génère une impulsion HIGH de 10µs. Il permet de déclencher la prise de mesure. Ensuite, elle mesure le temps suffisant pour un aller-retour du signal ultrason à l’aide de la fonction pulseIn(). Enfin, elle calcule la distance avant l’affichage sur le port série.
Remarque : Si le temps de timeout est atteint la fonction pulseIn() retourne.
Enfin,dans cet article nous avons vu:
– Une image complète sur un capteur ultrason.
-Son principe de fonctionnement
-Les applications de cet instrument
– Un exemple pratique de ce capteur.
