O Sensor ultrasonico SFR04 na verdade é um modelo de módulo. Não é uma marca nem fabricante. Qualquer estudante ou profissional pode adquirir o esquemático no site do desenvolvedor e fazer o seu próprio módulo pra fins educacionais.Ele possui vários componentes como circuito RC, filtros, capacitores, microcontroladores visando uma melhor e mais precisa capitação do sinal. O Rx e Tx ultrasônicos são os cilindros cromados montado sobre a placa de circuito.
Os sensores baseados no SFR04 possuem de 4 a 5 pinos. A sequencia é:
1- VDD (5V)
2- Echo (Retorno)
3- Trigger (Gatilho)
4- NC (Não Conectar)
5- GND (0V)
Caso o sensor tenha 4 pinos, o pino 4 corresponde ao GND. Os anteriores (1,2,3) seguem com a mesma função.
O funcionamento do sensor é simples.
Assim que os pinos VDD e GND estiverem corretamente conectados, basta emitir um pulso TTL com duração de 10us no pino Trigger(Gatilho). O microcontrolador do SFR04, após receber o pulso de 10us, entende que uma nova medida deve ser realizada.
Ao termino do pulso do gatilho, o sinal do pino "ECHO" é colocado em nível alto e o emissor Tx ultrasônico é disparado.
Como a onda sonora é do tipo mecânica, o receptor fica aguardando o retorno do mesmo. Assim que um obstáculo reflete o som para o Rx, o pino "ECHO" que estava em nível alto, muda para nível baixo TTL.
Para medir a distancia entre o sensor (Robô) e o obstáculo, basta medir o tempo no qual o pino "ECHO" ficou em nível alto e substituir na equação horária. Como exemplo, conseidera-se que a velocidade do som à condições normais de ambiente seja de 344m/s.
A equação é: x = v.(t/2) , sendo x a distância, v a velocidade do som e t a metade do tempo em que o "ECHO" ficou em nível alto TTL. Lembrando que o tempo do "ECHO" é relativo a ida e volta da onda sonora. Por isso que deve ser dividido por 2.
Digamos que o pino echo ficou 800us em nível alto. A distância calculada é:
x = v.(t/2)
x = 344. (0,0008/2)
x = 0,14 m ou 14cm.
Para melhorar o certeza da distância medida, é importante ler o datasheet do sensor.
Tambem se utiliza de dados estatísticos para medir distância. Uma série de medida é feita e posteriormente os dados são analisados em médias, desvios, erros, etc.
Caso o sensor não detecte nenhum obstáculo em seu range (alcance máximo), no caso do SFR04, o pino "ECHO" é colocado em nível baixo depois de 36ms após o pulso de gatilho, permitindo assim, uma nova medição.
Segue abaixo alguns links interessantes:
ISEP - PT
TATO Eletrônica
Esquema SFR04
Datasheet
Timming
NERDS!
