Sonar à Balayage
Chapitre 1. Principe du sonar à balayage
Chapitre 2. L'électronique
Chapitre 3. Le capteur
Chapitre 4. L'application Processing
Chapitre 5. Conclusion
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Chapitre 3. Le capteur

 

La mesure de distance est confiée à un module sonar MSU04 (ou équivalent), constitué de deux transducteurs Émetteur/Récepteur 40KHz.
Ce circuit reçoit une demande de mesure "Trigger Pulse " et fournit en contrepartie un signal "Echo Pulse" dont la largeur est proportionnelle à la distance d'un obstacle éventuel.

La distance maximale de mesure est égale à 3m.
Compte tenu de la vitesse de propagation du son dans l'air (343m/s), le temps que met l'onde ultrasonore pour parcourir un aller et un retour est dans ce cas égal à 20ms.


Il faudra donc attendre 20ms pour faire avancer le moteur d'un pas.

 

Les transducteurs ultrasonores sont suffisamment directifs pour permettre une différenciation des éventuelles cibles.

Exemple de diagramme de directivité d'un transducteur ultrasonore

 

Nous avons utilisé un moteur 4 phases de 400 pas/tr.
La rotation d'un pas correspond dans ce cas à 0.9° (très proche de 1°).
Le sonar tournera de 162° pour 180 pas.
Ce défaut, inhérent au choix d'un moteur pas-à-pas, s'avère tout à fait acceptable pour la représentation graphique.

Un moteur pas-à-pas de 200 pas/tr pourrait convenir à condition de le commander en demi-pas, ce qui est toujours possible, mais moins simple.

La tension d'alimentation du moteur est ici de 12V.

Le choix d'un moteur pas-à-pas est une solution simple mécaniquement.
Il évite l'utilisation d'un codeur angulaire associé à un moteur réducté.
En contrepartie, il introduit une petite erreur sur l'angle de rotation et
est relativement lourd, ce qui peut poser problème si il est monté sur un petit robot mobile.

Moteur pas-àpas

 

Fourche optique

Une fourche optique à sortie logique est utilisée pour le recalage périodique du sonar.
Plusieurs types peuvent convenir à cet usage.

OBP460

 

Le capteur motorisé

Il faut environ 10s au capteur pour une rotation de 180°.
Ce temps relativement long, peut constituer un inconvénient si l'on souhaite diriger un robot à l'aide de ce système.
Si le temps n'est pas le critère fondamental, ce dispositif peut permettre d'obtenir une cartographie précise de l'environnement.

 

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