¿Cómo podemos aumentar el alcance de un sensor ultrasónico?

Acabo de fusionar la pregunta “ ¿Cuáles son las formas de aumentar el rango del sensor ultrasónico (usando Arduino) de 4m a al menos 250m? “A” ¿Cómo podemos aumentar el alcance de un sensor ultrasónico?

La razón es que no puede aumentar el alcance de ningún sensor desde un microcontrolador como Arduino. Definitivamente puede mejorar la precisión, pero no el rango.

Hay una buena respuesta escrita por Aditya Thimmaiah sobre este tema en esta respuesta, que creo que es una buena fuente de referencia.

Hay otra forma de mejorar el alcance si está utilizando módulos ultrasónicos comúnmente disponibles como se muestra a continuación en la imagen.

  1. Use un sensor de mejor calidad como uno de la compañía llamada SHARP. Tienen mejor alcance
  2. Para mejorar el alcance, conecte su sensor ultrasónico a una fuente de CC externa en lugar de Arduino como fuente.

Definitivamente, esto mejorará el alcance, pero seguramente no excederá el rango de 4 ma 250 m.

Ahora, si está buscando sensores ultrasónicos de largo alcance, como 250m, use sensores de grado industrial, como algunos mencionan aquí en este enlace Sensores ultrasónicos

Espero que esto sea útil.

Creo que soy capaz de responder a esto ya que mi proyecto GSOC estaba en parte relacionado con la tecnología háptica habilitada por ondas ultrasónicas que ahora se ha convertido en un producto por una startup de Silicon Valley llamada EmergeNow (Home).

Bien, entonces el rango depende principalmente de qué tan lejos puede viajar la onda con dispersión mínima, en este caso un tipo particular de dispersión llamada dispersión de Rayleigh-Sommerfeld. Cálculo de la integral de difracción de Rayleigh-Sommerfeld por integración exacta del factor de oscilación rápida.

Si ha leído las hojas de datos de los sensores de ultrasonido, hablan de directividad y SPL (nivel de potencia de sonido), para ser francos, estos dos deciden el rango del sensor. La directividad (Directividad – Wikipedia) básicamente mide cuán eficiente es el sensor al transmitir la onda en una dirección particular cuando se promedia sobre todas las otras direcciones (emisión isotrópica) y SPL básicamente mide la salida de potencia en decibelios.

Puede aumentar el rango aumentando el SPL o haciéndolo más directivo. Siempre que no pueda salir y comprar un mejor transmisor, el alcance puede mejorarse utilizando una variedad de transmisores. Como es asi

Bueno, la ecuación de rango viene dada por (principalmente para radares pero la física es más o menos la misma)

[matemáticas] R = \ sqrt {\ frac {Pt * Dt} {4 x \ pi * Pr}} [/ matemáticas]

donde R = rango, Pt = potencia transmitida, Dt = directividad de Tx y Pr es potencia recibida.

Al emplear una matriz, la conductividad del sistema se puede aumentar significativamente, esto significa que la entrada de energía al sistema se emite de manera más eficiente en una dirección o dentro de una cierta extensión angular en lugar de emitirse en todo el plano acimutal. La directividad se mejora porque al usar una matriz, se pueden hacer ondas para interferir destructivamente en ciertas direcciones no deseadas e interferir constructivamente en las direcciones deseadas.

Ventajas: – Alcance y eficiencia mejorados.

Desventajas: – La comunicación se limita a una pequeña sección del plano acimutal.