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Sensor Ultrassônico

O que é o Sensor Ultrassônico?

O Sensor Ultrassônico é dispositivo que pode medir distâncias quanto utilizado em projetos maker diy com o microcontrolador...

O que é o Sensor Ultrassônico?

O Sensor Ultrassônico é dispositivo que pode medir distâncias quanto utilizado em projetos maker diy com o microcontrolador Arduino ou outro modelo assemelhado, apresentando um custo relativamente e alto potencial de trabalho em feiras de escolas e universidades, além de projetos domésticos.

Basicamente o sensor ultrassônico Arduino é montado em placas eletrônicas com diversos componentes para permitirem seu funcionamento uniforme e estável, possuindo dois cilindro que são os transdutores ultrassônicos, sendo um deles o responsável pela transmissão das ondas sonoras e o outra pela recepção.

O sensor ultrassônico, em geral, usa sonar para determinar a distância de um objeto como os morcegos fazem. Ele oferece excelente detecção de alcance sem contato com alta precisão e leituras estáveis.

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Como funciona o Sensor Ultrassônico?

O Sensor Ultrassônico HC-SR04 funciona com a emissão de um ultrassom a 40.000 Hz (40kHz) que viaja pelo ar e, quando bate em determinado objeto ou obstáculo em seu caminho, ele retornará ao módulo. Considerando a velocidade do som e o tempo de viagem, será possível calcular o deslocamento.

Para configuração do HC-SR04 é preciso utilizar os pinos VCC (1), TRIG (2), ECHO (3) e GND (4). A tensão de alimentação do VCC é de + 5 V e você pode conectar os pinos ECHO e TRIG e a qualquer E / S digital em sua placa microcontroladora.

Funcionamento do Sensor UltrassônicoFuncionamento do Sensor Ultrassônico

No geral, a vantagem do uso do sensor ultrassônico para medir a distância esta no fato de serem baratos e apresentar ótimos resultados. A depender do projeto um modelo de sensor à prova d'água pode ser necessário, como o JSN-SR04T, ou um que não seja influenciado por mudanças de temperatura, como o sensor infravermelho Sensor Sharp GP2Y0A21YK0F.


O que é Utrassom?

O ultrassom são ondas sonoras agudas com frequências mais altas do que o limite audível da audição humana.

Frequência das Ondas SonorasFrequência das Ondas Sonoras


Os ouvidos humanos podem ouvir ondas sonoras que vibram na faixa de cerca de 20 vezes por segundo (um ruído estrondoso profundo) a cerca de 20.000 vezes por segundo (um assobio agudo). No entanto, o ultrassom tem uma frequência de mais de 20.000 Hz e, portanto, é inaudível para humanos.


Pinagem do Sensor Ultrassônico HC-SR04

Vamos dar uma olhada em seu Pinout para entender como fazer a conexão com seu microcontrolador.


Pinout Sensor Ultrassônico HC-SR04Pinout Sensor Ultrassônico HC-SR04

  • - VCC: é a fonte de alimentação para o sensor ao qual conectamos o pino 5V no Arduino;
  • - Trig: pino é usado para disparar os pulsos de som ultrassônico;
  • - Eco: pino produz um pulso quando o sinal refletido é recebido. A duração do pulso é proporcional ao tempo que levou para o sinal transmitido ser detectado;
  • - GND: deve ser conectado ao aterramento do Arduino.


Como utilizar o Sensor Ultrassônico com Arduino?

O sensor ultrassônico usa um sonar para determinar a distância até um objeto, onde o transmissor (pino trigonométrico) envia um sinal: um som de alta frequência, quando o sinal encontra um objeto, ele é refletido e o transmissor (pino de eco) o recebe.

Exemplo Projeto Sensor Ultrassônico ArduinoExemplo de Conexão do Sensor Ultrassônico com o Arduino

O Módulo Ultrassônico HC-SR04 possui 4 pinos, Terra, VCC, Trig e Eco. Os pinos de aterramento e VCC do módulo precisam ser conectados ao aterramento e os pinos de 5 volts na placa Arduino, respectivamente, e os pinos trig e eco a qualquer pino de E / S digital na placa Arduino.


Sensor de Distância Ultrassônico JSN-SR04T

O JSN-SR04T é mais uma opção de sensor de distância que atua em distâncias de 25 a 150cm, sendo reconhecido pelas suas extensas possibilidades de trabalho, além disso, é um modelo à prova d'água indicado para uso em ambientes externos ou para sensores e nível de água, por exemplo.

A sonda que forma o sensor apresenta um cabo extenso com comprimento de 2,5 metros que vai conectado a placa de leitura que é responsável por fazer o processamento dos dados e posterior comunicação ao Arduino. Não se esqueça que somente a sonda e o cabo são à prova d'água, as demais partes devem ser devidamente protegidas da umidade.

Sensor de Distância Ultrassônico JSN-SR04T

Sensor de Distância Ultrassônico JSN-SR04T

Na prática, sensor ultrassônico JSN-SR04T atua com disparo de ondas ultrassônicas, as quais são refletidas em algum tipo de objeto e voltam ao sensor por meio do seu receptor, permitindo fazer o cálculo da distância com base no tempo transcorrido do envio ao recebimento, para isso, é necessário usar a fórmula:

Distância (cm) = Velocidade do som (cm / µs) × Tempo (µs) / 2

Vale lembrar que o “Tempo” é o intervalo entre a transmissão e recepção das ondas sonoras no formato de microssegundos.

Qual a Diferença entre o Sensor HC-SR04 e o JSN-SR04T?

A diferença mais importante entre o sensor ultrassônicos de distância o HC-SR04 e JSN-SR04T está no fato desse último ser um modelo à prova d'água, trabalhando inclusive com um transdutor ultrassônico, sendo que o primeiro mencionado trabalha dois. Este transdutor trabalha na trnamissão e recepção das ondas ultrassônicas.

De fato o modelo ideal para seu projeto vai depender da finalidade prática em que vai atuar, se o ambiente apresentar umidade onde vai ser medido ou se for ficar exposto em um ambiente externo, sensor ultrassônico JSN-SR04T será a melhor opção.

Outra diferença entre os dois sensores esta no alcance de cada modelo, enquanto o sensor ultrassônico HC-SR04 tem alcance entre 2 centímetros e 4 metros (em média), o JSN-SR04T 2.0 tem uma distância de detecção entre 25 centímetros a 1,5 metros.
Para obter mais informações sobre como funcionam os sensores ultrassônicos, é possível verificar os datasheets de cada modelo, onde o fabricante traz informações detalhadas.

Como conectar o sensor JSN-SR04T no Arduino?

Conectar o Sensor Ultrassônico JSN-SR04T no Arduino Uno é uma tarefa simples que requer apenas um pouco de atenção, com base no esquema de ligação abaixo disponibilizado.

Uma informação útil e interessante é o fato de a placa de processamento de dados do JSN-SR04T possuir exatamente a mesma pinagem do HC-SR04, sendo assim, poderiam ser facilmente substituídos um pelo outro com base nesse mesmo esquema. Não esqueça de fazer a conexão da sonda a placa para que possa funcionar corretamente.


Exemplo de Ligação Sensor Ultrassônico JSN-SR04T com o ArduinoExemplo de Ligação Sensor Ultrassônico JSN-SR04T com o Arduino

Depois que as conexões forem devidamente reproduzidas é o momento de fazer a conexão do Arduino ao seu computador para carregar o código de programação desejado. Vale lembrar que esse sensor é capaz de trabalhar sem nenhuma biblioteca, mas se você desejar, pode utilizar para tornar o código mais reduzido ou com alguma funcionalidade extra, para isso, use o IDE Arduino.