Como (funciona / se usa) un sensor ultrasonico | Arduino
Summary
TLDREn este tutorial, Jorge nos enseña cómo utilizar el sensor ultrasónico HC-SR04 con Arduino. Este sensor es popular por su capacidad para detectar objetos y medir distancias con alta precisión, sin ser afectado por la luz solar o los colores. Jorge explica los pines del sensor, su rango de detección y cómo funciona. Luego, guía a través del proceso de conexión al Arduino, programación para enviar ondas de sonido y calcular la distancia basada en el tiempo de regreso del eco. Finalmente, muestra cómo mostrar la distancia en la pantalla y proporciona detalles sobre la configuración del Arduino.
Takeaways
- 🎯 El sensor ultrasónico HS-04 es popular en Arduino proyectos por su capacidad de detectar objetos y medir distancias con alta precisión.
- 🌐 No se ve afectado por los colores ni la luz solar, a diferencia de los sensores infrarrojos.
- 🔍 Tiene una gama de detección de 2 cm a 400 cm y un ángulo de detección de 30 grados, aunque el ángulo de medición preciso es menor a 15 grados.
- 🔌 Disponible en versiones de 3 y 4 pines, el modelo de 4 pines incluye un pin extra para la alimentación (VCC).
- ⚡ Funciona con una tensión de 4.5V a 5.5V y consume 15 miliamperios, lo que es importante considerar para proyectos portátiles.
- 🔊 Opera como un altavoz y micrófono, emitiendo sonido y midiendo el tiempo de regreso del eco para calcular la distancia.
- 📡 La velocidad del sonido que se utiliza para calcular la distancia es de 343 metros por segundo a condiciones estándar.
- 💻 Para usar el sensor con Arduino, se conectan los pines VCC a 5V, GND a tierra, TRIG a un pin de control y ECHO a un pin de lectura.
- 🛠 Se envía una señal al sensor para emitir un sonido y se mide el tiempo de regreso del eco para calcular la distancia.
- 📐 La fórmula para calcular la distancia en centímetros es dividir la duración obtenida en microsegundos entre 29.2.
Q & A
¿Qué es el sensor ultrasónico HS-04 y cómo se utiliza en Arduino?
-El sensor ultrasónico HS-04 es un dispositivo utilizado para detectar objetos y medir distancias con alta precisión. Se conecta a Arduino a través de pines y se programa para enviar ondas ultrasónicas y medir el tiempo que tardan en reflejarse de un objeto, lo que permite calcular la distancia.
¿Cuál es la ventaja del sensor ultrasónico HS-04 sobre otros sensores de detección de objetos?
-El sensor ultrasónico HS-04 no se ve afectado por los colores, incluso negros, ni por la luz solar, lo que lo hace más preciso y versátil que sensores como los infrarrojos.
¿Cuál es el rango de detección del sensor ultrasónico HS-04?
-El rango de detección del sensor ultrasónico HS-04 es de 2 centímetros hasta 400 centímetros, con un ángulo de detección de 30 grados, aunque el ángulo de medición preciso es menor a 15 grados.
¿Cuáles son los tipos de pines que tiene el sensor ultrasónico HS-04 y cuál es su función?
-El sensor ultrasónico HS-04 puede tener 3 o 4 pines. Los pines son: GND (conexión a tierra), VCC (alimentación de 5 voltios), TRIG (pin de disparo para enviar la onda ultrasónica) y ECHO (pin que recibe la señal de la onda ultrasónica reflejada).
¿Cómo se alimenta el sensor ultrasónico HS-04 y cuál es su consumo eléctrico?
-El sensor ultrasónico HS-04 se alimenta con 5 voltios y su consumo eléctrico es de 15 miliamperios, lo que es importante considerar si se usa en proyectos con baterías.
¿Cómo funciona el sensor ultrasónico HS-04 para medir la distancia?
-El sensor ultrasónico HS-04 emite un sonido y cuenta cuánto tiempo tarda en regresar. Utiliza la acústica para medir la distancia, considerando la velocidad del sonido en el aire y calculando el tiempo de ida y vuelta de la onda ultrasónica.
¿Cuál es la velocidad del sonido en condiciones estándar y cómo afecta la medición del sensor ultrasónico?
-La velocidad del sonido en condiciones estándar es de 343 metros por segundo a una temperatura de aproximadamente 20 grados Celsius, 50% de humedad y presión atmosférica a nivel del mar. Cualquier variación en estas condiciones afecta levemente la velocidad del sonido y, por lo tanto, la precisión de la medición.
¿Cómo se programan los pines TRIG y ECHO en Arduino para el sensor ultrasónico HS-04?
-En Arduino, el pin TRIG se configura como salida para enviar la señal de sonido, y el pin ECHO se configura como entrada para recibir la señal reflejada. Estos pines se asignan a pines específicos del Arduino, como los pines 12 y 13 en el ejemplo del tutorial.
¿Cómo se calcula la distancia medido por el sensor ultrasónico HS-04 en centímetros?
-La distancia se calcula dividiendo la duración en microsegundos por 29.2, ya que el sonido recorre 1 centímetro en 29.2 microsegundos. Este cálculo se realiza en el código de Arduino para obtener la distancia en centímetros.
¿Por qué es necesario esperar 50 milisegundos después de cada medición con el sensor ultrasónico HS-04?
-Es recomendable esperar 50 milisegundos entre mediciones para evitar la saturación del sensor y para permitir que el sensor se estabilice antes de la siguiente medición, lo que mejora la precisión y confiabilidad de los resultados.
Outlines
🛠️ Introducción al Sensor Ultrasónico HS-04 con Arduino
En este tutorial, Jorge nos presenta el sensor ultrasónico HS-04, un dispositivo muy utilizado en proyectos de Arduino debido a su capacidad para detectar objetos y medir distancias con alta precisión. A diferencia de otros sensores, como los infrarroyos, el HS-04 no se ve afectado por colores oscuros ni la luz solar. Jorge explica los dos tipos de sensores ultrasónicos disponibles, con tres o cuatro pines, y detalla la función de cada pin. Además, menciona el rango de detección, que va desde 2 cm hasta 400 cm, y el ángulo de medición preciso, que es menor a 15 grados. Finalmente, Jorge inicia el proceso de programación para conectar el sensor al Arduino.
🔧 Configuración y Funcionamiento del Sensor Ultrasónico
Jorge procede a explicar cómo configurar el Arduino para trabajar con el sensor ultrasónico HS-04. Describe la necesidad de conectar los pines 'echo' y 'trigger' al Arduino y cómo estos pines son usados para enviar y recibir señales. Luego, detalla el proceso de enviar una onda de sonido y medir el tiempo que tarda en regresar, lo cual es fundamental para calcular la distancia al objeto. Jorge también menciona la importancia de la velocidad del sonido y cómo afecta la medición, explicando que el sensor funciona como un altavoz y un micrófono para medir la distancia.
📊 Medición de Distancia y Visualización de Datos
En este segmento, Jorge enseña cómo interpretar los datos del sensor ultrasónico para medir la distancia a un objeto. Expone la fórmula para convertir el tiempo medido en microsegundos en distancia en centímetros, teniendo en cuenta la velocidad del sonido. Jorge utiliza la regla de tres para calcular la distancia y muestra cómo programar el Arduino para mostrar la distancia medida en la pantalla. Finalmente, Jorge menciona la importancia de dejar un tiempo de espera adecuado después de cada medición para garantizar la precisión del sensor.
Mindmap
Keywords
💡Sensor ultrasónico HS-04
💡Arduino
💡Distancia de detección
💡Pines del sensor
💡Programación
💡Onda de sonido
💡Tiempo de viaje
💡Velocidad del sonido
💡División de tiempo
💡Visualización de datos
Highlights
Tutorial sobre cómo usar el sensor ultrasónico HC-SR04 con Arduino.
El sensor HC-SR04 es uno de los más utilizados en Arduino.
Capaz de detectar objetos y medir distancias con alta precisión.
No se ve afectado por los colores ni la luz solar, a diferencia de otros sensores.
Detección de objetos en un rango de 2 cm a 400 cm con un ángulo de 30 grados.
El ángulo de medición preciso es menor a 15 grados.
Existen dos tipos de sensores ultrasónicos: con 3 pines y con 4 pines.
Los pines del sensor son GND, Vcc, Trig y Echo.
Funciona con una tensión de 5 voltios y un rango de 4.5 a 5.5 voltios.
Consume 15 miliamperios, importante para proyectos con baterías.
Funciona emitiendo sonido y midiendo el tiempo de regreso del eco.
La velocidad del sonido en condiciones estándar es de 343 metros por segundo.
El sensor es alimentado y se configuran los pines Trig y Echo en Arduino.
Se crean variables para almacenar la duración y la distancia medida.
Se envía una onda de sonido utilizando el pin Trig.
Se calcula la distancia dividiendo la duración por 29.2 microsegundos por centímetro.
La distancia se muestra en la pantalla de Arduino.
Se recomienda dejar 50 milisegundos de tiempo entre mediciones para mejorar la precisión.
Tutorial completo con explicación detallada y código de ejemplo.
Transcripts
[Música]
hola y bienvenidos a un nuevo tutorial
mi nombre es jorge y hoy aprenderemos a
usar el clásico sensor ultrasónico hs s
04 -con arduino claro este sensor es uno
de los más utilizados en el mundo de
arduino debido a que no sólo es capaz de
detectar objetos como el sensor pib o el
sensor infrarrojo sino que también es
capaz de detectar la distancia en la que
este objeto se encuentra con una elevada
precisión a diferencia de los sensores
infrarrojos este no se ve afectado por
los colores negros o la luz solar
aunque acústicamente los materiales
suaves como las telas o el algodón son
difíciles de detectar
el margen de detección es de 2
centímetros hasta 400 centímetros con un
ángulo de 30 grados pero siempre
recordemos que el ángulo de medición
preciso es menor a 15 grados tenemos dos
tipos de estos sensores ultrasónicos los
que vienen con tres pines
y el que tenemos de ejemplo ahora que es
el de 4 pines y el que estamos
explicando hoy el primer pin es el
clásico gene de masa tierra negativo o
como prefieran llamarlo el segundo pin
ese hecho es el que envía información
para poder leerla con arduino el tercer
pin trick envía información de este lado
y no al sensor para poder controlar el
último pin es psc que al igual que gene
de sirve para alimentar al sensor y éste
funciona con 5 voltios pero como dije en
este tutorial que si no lo vieron se los
recomiendo muchos de los sensores tienen
un rango de funcionamiento que en este
caso es de es de 4.5 voltios como mínimo
a 5.5 voltios como máximo este sensor
funciona con 15 miliamperios lo que
significa que hasta 15 miliamperios por
hora a tomar en cuenta si estamos
utilizándolo para algún robot o algún
proyecto que funcione con baterías
este sensor es prácticamente un altavoz
y un micrófono básicamente para
funcionar lo que hace es emitir un
sonido y contar cuánto tiempo tarda éste
en regresar para lo cual usa la acústica
que considera al sonido como una
vibración que se propaga generalmente
por el aire a una velocidad de 343
metros por segundo en una temperatura
humedad y presión estándar que se tienen
más o menos 20 grados de temperatura 50%
de humedad y una presión atmosférica a
nivel del mar cuando estas condiciones
no se cumplen la velocidad del sonido
varía levemente pero el impacto causado
en el sensor es mínimo por lo que
prácticamente podremos usarlo en
cualquier lado para poder usarlo como
siempre como cualquier otro sensor lo
primero es alimentado genera gmt pss a 5
voltios y los otros 2 pines hechos y
trick los podemos conectar a cualquier
pin analógico o digital del arduino
en este caso usaré el pin 12 para trick
y el 13 para
bueno empecemos a programar
lo primero que cree será crear dos
variables
aún no la llamara el clic
y a la otra hecho trick lo igualar al
pin de la ruina que utilizaré para poder
conectar a trick del ultrasónico y como
dije será el pin 12 de tel aviv hecho lo
igualar e igualmente alguien que usa de
hecho en él arduino que será el pin 3
vamos a aceptar ese top entonces lo
primero que haremos será establecer una
comunicación con él arduino para poder
ver qué es lo que está captando el
sensor ultrasónico yo creo
[Aplausos]
una clásica de computación
[Aplausos]
ahora sí seguidamente debemos decirle al
arduino qué pines utilizaremos entonces
el primero que utilizar será
que como esto vale esto entonces estoy
utilizando el pin 12 y como lo he dicho
anteriormente trick se utiliza para
poder controlar al arduino
por lo que actriz lo configuramos como
un pin de salida
ok el siguiente
será hecho y como esto es igual a esto
pues hecho vale 13 o sea hecho será el
pin 13 del ardid y como con este pin
recibiremos información desde el
ultrasónico entonces debemos ponerlo en
impulse para poder recibir información
envía la información y recibir
información bueno vamos al otro
lo primero que haremos será crearnos dos
variables del tipo lógico
a las que llaman duración
y distancia
estas dos variables las utilizaremos
para poder guardar datos y así obtener
la distancia en centímetros ahora
debemos enviar una onda de sonido con el
sensor ultrasónico para lo cual lo
primero que haremos será
[Aplausos]
a pagar
al quintil
para que al pin trick o lo puse en globo
esto lo haré durante
4 microsegundos
esto servirá para poder tener un disparo
limpio para poder enviar una onda de
sonido limpia seguidamente lo que
haremos será activa
este pino
nuevamente y lo archiva
[Aplausos]
y
lo activamos durante un período
ah
de 10 microsegundos después de ese
tiempo
nuevamente lo apagamos
entonces qué está pasando aquí como lo
dicho anteriormente usamos al pin trick
para poder controlar al sensor
ultrasónico y lo primero que hacemos es
apagar trick esto lo hacemos para poder
tener un disparo limpio o el envío de
una onda sónica limpio seguidamente
después de apagarlo activaremos el pin
tree durante 10 microsegundos apagamos
al pin 3 nuevamente después de eso el
sensor de forma automática envía 8
pulsos de 40 kilos hercios creando una
onda de sonido al mismo tiempo que
enviamos esta onda de sonido debemos
activar el conteo para saber cuánto
tiempo es que está tarda en regresar
para lo cual debemos usar a hecho ya que
he hecho es el que recibirá la
información desde el ultrasónico para
poder ser leída con el arduino pero como
he hecho lo que hará será enviarme el
tiempo que esta onda de sonido tardó en
ir y chocar contra un objeto y regresar
entonces guardar es el tiempo entre
duración será igual
[Música]
[Aplausos]
hecho y lo activo
[Aplausos]
recapitulemos después de una espera de
cuatro mil segundos con trick apagado
encendemos este durante 10 microsegundos
seguidamente después de esto apagamos
nuevamente a trick una vez que lo
paguemos el sensor de forma automática
envía una onda son al mismo tiempo
nosotros activamos ha hecho y este de
forma automática comienza a contar
inicia el conteo en microsegundos hecho
mantendrá en alto o activado o en height
a este pin hasta recibir el eco
reflejado por el obstáculo a lo cual el
sensor de manera automática pondrá al
pin hecho en globo una vez que recibe la
onda sónica termina el conteo
enviándonos el tiempo que detectó y ese
tiempo es guardado en duración
pero un detalle si nosotros nos fijamos
comenzamos el conteo cuando enviamos una
onda sónica la onda sónica da rebote en
el primer objeto que encuentra y vuelve
al sensor una vez que vuelve el sensor
detiene el conteo
entonces si nos fijamos nosotros tenemos
el tiempo en microsegundos que tardó la
onda sónica en ir chocar contra un
objeto y volver al sensor pero solo
necesitamos el tiempo que la onda sónica
tarda en ir desde el sensor hasta el
objeto no necesitamos el tiempo que
tarda esta onda sónica en regresar como
eso prácticamente es una constante
entonces
[Aplausos]
para solucionarlo lo que haremos será
dividir la duración enteros
ya tenemos el tiempo que la onda sónica
tardó en ir desde el sensor ultrasónico
hasta el primer objeto en microsegundos
recuerden que un segundo es igual a 1000
mil segundos que es como que normalmente
trabajamos con arduino pero un
milisegundo es igual a 1000
microsegundos para que se hagan una idea
de la velocidad a la cual estamos
trabajando entonces tenemos nuestra
duración en microsegundos de lo que
tarda esta onda sónica en ir desde el
sensor hasta el primer objeto y como
calculamos la distancia con esto
recuerdan que una onda sónica va a 343
metros por segundo esta velocidad está
en segundos pero estamos trabajando en
microsegundos y como dije la diferencia
entre un segundo y un microsegundo es
bastante por lo cual debemos convertir
esta distancia a microsegundos no
mostraré cómo convertir esta distancia
es muy fácil y debieron haberlo
aprendido en la secundaria
entonces 343 metros por segundo es igual
a 1 centímetro por 29.2 microsegundos
o sea que si bien el sonido recorre 343
metros por segundo también el sonido
recorre 1 centímetro en 29.2
microsegundos ahora la pregunta es la
siguiente si el sonido se cose un
centímetro en 29 puntos 2 microsegundos
qué distancia habrá recorrido en el
tiempo que nosotros tenemos capturado en
microsegundos con nuestro sensor bueno
cómo es que calculamos esto quién nos
podría ayudar a resolver nuestro dilema
pues una herramienta que nuestra casa ha
usado desde tiempos inmemoriales la
regla de 3 para poder obtener esta
distancia
lo que hacemos es multiplicar duración
por 1 y dividirla entre 29.2 como
duración por 1 siempre va a ser igual a
duración entonces simplemente tenemos
que dividir a dura
por 29.2 entonces escribimos
[Aplausos]
la distancia será igual
la duración dividido entre 29 y 12 pero
como estamos trabajando con una variable
long y ésta sólo recibe enteros no
podemos trabajar con el punto 2 así que
lo quitaremos claramente esto variará
pero la diferencia será mínima por lo
que lo podemos dejar pasar también
podemos resumir esto y poner esta
división de duración entre 2
directamente en el resultado final yo lo
puse arriba para que se pueda comprender
mejor con esto ya tenemos nuestra
distancia en centímetros
lo que haremos será mostrarlo en
pantalla para poder saber qué es lo que
nos está captando el sensor entonces
imprimimos en pantalla
la que estás
punto y coma
para terminar el código tenemos que
terminarlo con un clásico de like lo
recomendable es dejar 50 milisegundos de
tiempo bueno probemos esto
funciona bastante bien
[Música]
y pues bueno ya está demodé bastante en
sacar este tutorial porque quería
ponerle más animaciones de hecho quería
poner más animaciones de las que tiene
pero me terminaron costando bastante en
el tiempo de renderizado de las mismas
al menos quedó bastante bien no se ve
bien o no
fenómeno esto es todo por hoy gracias
por escucharme y nos encontramos en un
próximo tutorial
Voir Plus de Vidéos Connexes
5.0 / 5 (0 votes)