Télémètre à ultrason HC-SR04
Channel: PBElectronics
Date: 2016-01-24

https://pbelectronique.com/site/index.php/263-ultrason
Un télémètre permet de mesurer des distances sans contact. L'ultrason est une des méthodes utilisé en télémétrie pour effectuer ce genre de tâche.

Le module centrale que j'utilise est le HC-SR04. C'est un module très connu pour faire de petits projets avec Arduino. Pour ma part, je préfère les PICs alors je l'utilise avec un PIC16F688 pour faire l'acquisition de la distance. Il sert aussi à envoyé l'impulsion de départ pour compter le temps du signal "Echo". 

Le programme de ce projet consiste simplement à envoyé une impulsion de 10 us au module (tel qu'indiqué sur la fiche technique) et de mesurer le temps de l'impulsion de retour en microsecondes. Par la suite, on effectue le calcul afin de convertir le temps en centimètre et le tour est joué. Il faut savoir que le son voyage à une vitesse moyenne de 340 m/s dans l'air. Avec cette donnée, on peut établir que le son prend 29.4 us (microsecondes) pour parcourir un centimètre. Les calculs sont les suivants :

Distance (cm) = Temps (microsecondes) / 29.4
Distance réelle (cm) = distance (cm) / 2

On peut simplifié ces équations par une seule :
Distance réelle (cm) = Temps (microsecondes) / 59

Aussi, pour avoir une plus grande précision, on peut augmenter la valeur du cristal qu'on utilise. Par exemple, avec un cristal de 20 MHz, la précision du "timer" sera beaucoup plus grande que si on utilise un cristal de 4 MHz.

Le module HC-SR04 est déjà équipé avec des amplis qui lui permettent de bien fonctionner et qui nous facilite la tâche. Ainsi, lorsqu'on envoie l'impulsion de 10 us, le module envoie 8 cycles à 40 KHz (Ultrasons). L'impulsion de retour est plus ou moins large tout dépendant de la distance. Plus la distance est grande, plus l'impulsion est grande. En fait, c'est le temps que le son prend pour passer d'un haut-parleur à l'autre en passant par l'objet à mesurer. C'est aussi pour cette raison qu'il faut diviser par deux dans le calcul de la distance puisque le temps donnée est celui d'un aller-retour. Comme nous voulons avoir seulement l'aller, on se doit de diviser par deux.