Arduino tour,étape 6 : utilisation d’un capteur ultrason

Arduino tour,étape 6 : utilisation d’un capteur ultrason

 

Bonjour !

Toujours dans la quête de connaissances en arduino, nous allons aujourd’hui nous intéresser au capteur ultrason. Qu’est ce qu’un capteur ultrason ? Où est-ce qu’on peut le trouver ? Comment fonctionne t-il? Au cours de ces expériences, nous allons tenter de répondre à ces questions et nous pourrons mieux cerner le fonctionnement du composant.

Principe de fonctionnement d’un capteur ultrason

Un capteur ultrason émet à intervalles réguliers de courtes impulsions sonores à haute fréquence. Ces impulsions se propagent dans l’air à la vitesse du son. Lorsqu’elles rencontrent un objet, elles se réfléchissent et reviennent sous forme d’écho au capteur. Celui-ci calcule alors la distance le séparant de la cible sur la base du temps écoulé entre l’émission du signal et la réception de l’écho.

Comme nous l’avons appris depuis l’école primaire,

VITESSE(m/s)=DISTANCE PARCOURUE(m)/TEMPS DE PARCOURS(s)

C’est cette relation que le capteur utilise pour déterminer la distance qui le sépare de l’obstacle. L’avantage du capteur ultrason est que tous les matériaux qui reflètent le son peuvent être détectés et ce, quelle que soit leur couleur. Même les matériaux transparents ou les feuilles minces ne représentent aucun problème pour un capteur ultrason.

  • Pour sa description, il est composé d’un émetteur et d’un récepteur disposés côte à côte comme pour former deux (2) yeux. Pour son câblage il a 4 pattes:
  • deux(2) pour son alimentation : le ground et le +5V
  • deux autres pour le contrôle via la carte : l’émetteur (TRIGGER), le récepteur (ECHO).

Ci-dessous une image d’un capteur ultrason:

Fig 1: capteur ultrason

 

Grâce à ses nombreux avantages, le capteur est utilisé dans de nombreux domaines notamment en robotique, en domotique et en industrie.

En robotique, il est utilisé pour guider les robots en leur permettant d’éviter de potentiels obstacles.

En domotique, on l’utilise pour la surveillance, les alarmes, les autres systèmes automatiques…

Par exemple, on peut faire une installation de ce genre dans notre enclos et le relier à une alarme sonore de sorte que l’alarme retentisse lorsque quelqu’un entre dans le périmètre.

En industrie, le capteur peut être utilisé pour détecter la présence d’un objet dans une chaîne de production.

Exemple : dans une chaîne de remplissage de bouteilles, le capteur détecte la présence de la bouteille et envoie le signal à la vanne pour qu’elle s’ouvre et remplisse la bouteille. Ainsi, le liquide ne se déverse pas dans le vide.

Maintenant que nous connaissons le fonctionnement et l’utilité d’un capteur ultrason dans la vie quotidienne, passons à notre expérience.

Cahier de charge

L’objectif est de mettre en place un système d’alerte avec deux leds. À l’aide de notre capteur, on va définir une distance de sécurité pour que la led s’allume et signale l’intrusion d’un objet. Lorsqu’il n’y a pas d’intrusion, la led reste verte. Pour cela, il nous faudra:

  • un capteur ultrason ;
  • une carte arduino ;
  • deux leds (verte, rouge) ;
  • des fils de connection;
  • un breadboard;
  • des résistances pour les leds

Câblage

Le câblage est très simple et consiste à câbler les vcc du capteur au +5V de la carte arduino, ainsi que son ground à celui de la carte. Il permet également de relier le TRIGGER et l’écho au pin digital de la carte, au numéro de votre choix (dans notre cas nous avons utiliser les pins 8 et 9).

Pour ce qui est des leds, le câblage reste le même. Il faut juste ne pas oublier les résistances.

Ci-dessous le câblage fait sur fritzing avec 3 leds.

Fig 2 : câblage avec fritzing
Fig 3 : Câblage réalisé au fablab

 

Une fois le câblage fait, nous allons passer au programme.

Pour ce dernier, nous allons fournir une capture d’écran du programme que nous avons réalisé et testé au FabLab.

Fig 4 : première partie du programme
Fig 5 : deuxième partie du programme

 

Une fois le programme compilé, on peut passer à la simulation.

Fig 6 : obstacle à plus de 20cm

 

Sur cette image, on constate que la led verte reste allumée lorsqu’il n’y a pas d’obstacle à 20 cm de ses environs.

Maintenant approchons l’obstacle du capteur.

Fig 7 : Obstacle à moins de 20 cm du capteur

 

On observe que la led verte s’éteint pendant que la led rouge s’allume. Ces changements d’états au niveau des leds permet de signaler la proximité d’objets .

En somme le capteur ultrason s’est avéré être très intéressant et très utile. En effet son étude nous a permis d’avoir une idée sur la diversité de choses que l’on peut faire avec. D’ailleurs, sa découverte est une source d’inspiration pour nos futurs projets.

 

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