{"id":425716,"date":"2023-06-28T12:54:33","date_gmt":"2023-06-28T10:54:33","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ecinews.fr\/?post_type=content_sponsorship&p=425716"},"modified":"2024-10-09T16:13:11","modified_gmt":"2024-10-09T14:13:11","slug":"tout-ce-quil-faut-savoir-sur-les-capteurs-a-ultrasons","status":"publish","type":"content_sponsorship","link":"https:\/\/www.ecinews.fr\/fr\/content_sponsorship\/tout-ce-quil-faut-savoir-sur-les-capteurs-a-ultrasons\/","title":{"rendered":"Tout ce qu’il faut savoir sur les capteurs \u00e0 ultrasons"},"content":{"rendered":"

Tout ce qu’il faut savoir sur les capteurs \u00e0 ultrasons<\/h2>\n

Par Jeff Smoot, Same Sky<\/p>\n

Les capteurs \u00e0 ultrasons existent depuis des d\u00e9cennies, et pourtant ils continuent de dominer le march\u00e9 de la d\u00e9tection en raison de leurs capacit\u00e9s, de leur flexibilit\u00e9 et de leur faible co\u00fbt. Comme de plus en plus de produits sont devenus autonomes, la demande a encore augment\u00e9 avec leur int\u00e9gration dans les robots, les v\u00e9hicules autonomes et les drones. Comprendre comment fonctionne un capteur \u00e0 ultrasons, comment il peut \u00eatre utilis\u00e9, les avantages et les inconv\u00e9nients de son utilisation et ses applications courantes montrera \u00e0 quel point il est tout aussi pertinent aujourd\u2019hui que lors de son introduction.<\/p>\n

Qu\u2019est-ce qu\u2019un capteur \u00e0 ultrasons?<\/strong><\/h3>\n

Les capteurs \u00e0 ultrasons<\/a> \u00e9mettent un son g\u00e9n\u00e9ralement compris entre 23 kHz et 40 kHz, beaucoup plus \u00e9lev\u00e9 que la plage audible typique de l\u2019audition humaine \u00e0 20 kHz, d\u2019o\u00f9 le terme ultrasons. En utilisant cet ultrason, ils mesurent le temps qu\u2019il faut pour que le signal rebondisse sur un objet. Ceci est bas\u00e9 sur les m\u00eames principes de base que l\u2019\u00e9cholocalisation utilis\u00e9e par les chauves-souris pour trouver leurs proies. Comme la vitesse du son dans l\u2019air \u00e0 temp\u00e9rature ambiante est de 343 m\u00e8tres par seconde, ce temps peut \u00eatre facilement converti en distance, en se rappelant que le signal ultrasonique se d\u00e9place \u00e0 la fois vers et depuis l\u2019objet d\u00e9tect\u00e9.<\/p>\n

Distance (m\u00e8tres) = (temps \u00e9coul\u00e9 [secondes] * 343 [m\u00e8tres\/seconde]) \/ 2<\/p>\n

Les unit\u00e9s peuvent \u00eatre modifi\u00e9es dans cette \u00e9quation pour r\u00e9pondre aux besoins d\u2019une application sp\u00e9cifique, mais la simplicit\u00e9 de l\u2019\u00e9quation montre le fonctionnement relativement simple d\u2019un capteur \u00e0 ultrasons.<\/p>\n

Comment fonctionne un capteur \u00e0 ultrasons?<\/strong><\/h3>\n

Passant de la th\u00e9orie \u00e0 la r\u00e9alit\u00e9, un capteur \u00e0 ultrasons n\u00e9cessite deux parties, \u00e0 la fois un \u00e9metteur<\/a> et un r\u00e9cepteur<\/a>. Dans la configuration la plus standard, ceux-ci sont plac\u00e9s c\u00f4te \u00e0 c\u00f4te aussi pr\u00e8s que raisonnablement possible l’un de l’autre. Avec le r\u00e9cepteur proche de l\u2019\u00e9metteur, le son se d\u00e9place en ligne droite depuis l\u2019\u00e9metteur jusqu\u2019\u00e0 l\u2019objet d\u00e9tect\u00e9 et de retour au r\u00e9cepteur, ce qui permet de plus petites erreurs dans les mesures. Il existe \u00e9galement des \u00e9metteurs-r\u00e9cepteurs \u00e0 ultrasons<\/a> o\u00f9 les fonctions de l\u2019\u00e9metteur et du r\u00e9cepteur sont int\u00e9gr\u00e9es dans une seule unit\u00e9, minimisant les erreurs autant que physiquement possible tout en r\u00e9duisant consid\u00e9rablement l\u2019empreinte du circuit imprim\u00e9.<\/p>\n

Fonctionnement de base d\u2019une paire \u00e9metteur et r\u00e9cepteur \u00e0 ultrasons<\/em><\/p>\n

\"CUICUI-Ultrasosnic-detector-pic1\"<\/p>\n

Les ondes acoustiques qui quittent l\u2019\u00e9metteur ont une forme ressemblant plus \u00e0 celle de la lumi\u00e8re sortant d\u2019une lampe de poche qu\u2019\u00e0 celle d\u2019un laser, de sorte que l\u2019\u00e9talement et l\u2019angle du faisceau doivent \u00eatre pris en compte. Au fur et \u00e0 mesure que les ondes sonores s\u2019\u00e9loignent de l\u2019\u00e9metteur, la zone de d\u00e9tection s\u2019accro\u00eet lat\u00e9ralement et verticalement. Cette zone changeante est la raison pour laquelle les capteurs \u00e0 ultrasons donnent leur sp\u00e9cification de couverture en largeur de faisceau ou en angle de faisceau au lieu d\u2019une zone de d\u00e9tection standard. Lors de la comparaison de cet angle de faisceau entre fabricants, il est recommand\u00e9 de v\u00e9rifier que l\u2019angle du faisceau est soit l\u2019angle complet du faisceau, soit l\u2019angle de variation par rapport \u00e0 la ligne droite d\u2019un transducteur.<\/p>\n

Comprendre l\u2019angle de faisceau est essentiel pour \u00e9tablir la zone de d\u00e9tection<\/em><\/p>\n

\"CUI-ultrasonic-detectors-2\"<\/p>\n

Un effet secondaire de l\u2019angle du faisceau est la port\u00e9e de l\u2019appareil. En g\u00e9n\u00e9ral, un faisceau \u00e9troit donne une plus grande port\u00e9e de d\u00e9tection car l\u2019\u00e9nergie de l\u2019impulsion ultrasonore est plus concentr\u00e9e et peut aller plus loin avant de se dissiper \u00e0 des niveaux inutilisables. Inversement, un faisceau plus large r\u00e9partit cette \u00e9nergie dans un arc plus large, r\u00e9duisant ainsi la port\u00e9e de d\u00e9tection attendue. Le choix de la largeur de faisceau id\u00e9ale d\u00e9pend fortement de l\u2019application, les faisceaux larges couvrant mieux les grandes surfaces et la d\u00e9tection g\u00e9n\u00e9rale, tandis que les faisceaux plus \u00e9troits \u00e9vitent les faux positifs en limitant la zone de d\u00e9tection.<\/p>\n

Lors de la recherche de composants individuels, les capteurs \u00e0 ultrasons peuvent \u00eatre acquis en tant qu\u2019\u00e9metteurs et r\u00e9cepteurs ind\u00e9pendants ou en tant que combinaison des deux dans une seule unit\u00e9, connue sous le nom d\u2019\u00e9metteur-r\u00e9cepteur \u00e0 ultrasons. La plupart des options de capteur \u00e0 ultrasons analogiques sont actionn\u00e9es en envoyant un signal de d\u00e9clenchement \u00e0 l\u2019\u00e9metteur, le r\u00e9cepteur renvoyant un signal lorsque l\u2019\u00e9cho est d\u00e9tect\u00e9. La longueur de l\u2019impulsion et tout encodage peuvent \u00eatre personnalis\u00e9s par le concepteur selon les besoins. Ce processus laisse finalement le calcul du temps entre le d\u00e9clenchement et l\u2019\u00e9cho, ainsi que le d\u00e9codage, \u00e0 un contr\u00f4leur h\u00f4te. Il existe des modules de capteurs \u00e0 ultrasons num\u00e9riques qui calculent la distance localement, puis transmettent la distance \u00e0 l\u2019h\u00f4te via le bus de communication. Bien que les \u00e9metteurs, les r\u00e9cepteurs ou les \u00e9metteurs-r\u00e9cepteurs \u00e0 ultrasons soient souvent achet\u00e9s s\u00e9par\u00e9ment et assembl\u00e9s avec des circuits et des micrologiciels personnalis\u00e9s, ils sont \u00e9galement parfois disponibles en tant qu\u2019unit\u00e9 unique, pr\u00e9-mont\u00e9s sur un circuit imprim\u00e9 dans la configuration standard de t\u00e9l\u00e9m\u00e9trie et une simple carte logique. Bien qu’ils soient plus simples \u00e0 utiliser, les concepteurs doivent renoncer \u00e0 beaucoup de flexibilit\u00e9 et de personnalisation en utilisant ces modules.<\/p>\n

Exemples d\u2019\u00e9metteur, r\u00e9cepteur et \u00e9metteur-r\u00e9cepteur \u00e0 ultrasons<\/em><\/p>\n

\"CUI-ultrasonic-detectors-3\"<\/p>\n

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Avantages et inconv\u00e9nients des capteurs \u00e0 ultrasons<\/strong><\/p>\n

Comme pour toute technologie, les capteurs \u00e0 ultrasons conviennent mieux dans certaines situations ou applications que dans d\u2019autres. Voici quelques-uns de leurs avantages :<\/p>\n