SONAR A ULTRASONS

Le son et la lumière ont des comportements très différents, bien que tout deux puissent être considérés comme des ondes. La lumière, composée d'énergie électromagnétique, se propage mieux dans le vide, et en général de moins en moins bien dans les milieux de densité croissante. Le son est constitué d'énergie acoustique due aux vibrations du milieu parcouru. En général le son se propage mieux dans les solides et les liquides que dans les gaz, et pas du tout dans le vide.

Le son se propage particulièrement bien sous l'eau, l'atténuation due à l'absorption et à la diffusion est beaucoup plus faible que pour les ondes électromagnétiques. Les ondes acoustiques constituent le meilleur moyen de transmission sous l'eau

Les longueurs d'onde couramment rencontrées dans l'océan s'étendent du millimètre à environ 50 mètres. La vitesse du son dans l'eau étant approximativement égale à 1500 m.s^-1, cela correspond à des fréquences de 30 Hz à 1,5 Mhz (la limite audible pour l'homme est de 20 Khz).

le sonar est un outil pratique lors de la navigation en eau trouble.

Il permet d'éviter les obstacles ou de faire des mesures de profondeur.

Les Transducteurs Ultrasoniques de MURATA (environ 72 F pièce)

MA40E7R pour le récepteur et MA40E7S pour l'émetteur

Les cotes du transducteur

Courbe de fréquence, la fréquence optimale se situe à 40Khz.

Distance de détection entre 0,2 et 3 mètres.

Angle de radiation de 60° à - 10dB

Les 2 transducteurs seront installés dans des boîtiers étanches et placés à l'avant du NAUTILE.

Le montage électronique

Le principe de mesure repose sur la relation simple Distance=Vitesse.Temps. On connaît la vitesse des ultrasons environ 330m/s dans l'air et environ 1530m/s dans l'eau, avec une variation en fonction de la température.

 Le PICBASIC2000 va compter le temps mis pour faire un aller-retour et compenser en fonction de la température de l'eau. Le montage électronique permet alors d'émettre une impulsion ultrasonore de 0,5 mS et d'en détecter l'écho sur un obstacle. 

Le schéma

Un oscillogramme lors d'un test de mesure de distance en piscine.

Mon boîtier test étanche (5m) avec sur le devant les deux transducteurs, le montage est à l'intérieur de la boite.

Le câble permet de relier en surface au PICBASIC2000 et les appareils de mesure.

Autre possibilité ( en test )

Utiliser un module MSU04 ou MSU08 de LEXTRONIC et remplacer les deux transducteurs d'origine non étanches par des  MURATA étanches, un MA40E7R pour le récepteur et MA40E7S pour l'émetteur (voir caractéristiques ci-dessus).

 Ce nouveau petit module, idéalement conçu pour les applications liées à la robotique est capable de déterminer la distance qui le sépare d'un obstacle se présentant devant lui (entre 3 cm et 3 m). Doté de 2 cellules ultrason, son principe de fonctionnement repose sur celui des "sonars".

Il est doté d'une sortie délivrant des impulsions dont la largeur comprise entre 100 µs et 18 ms est directement proportionnelle avec la distance de l'obstacle qui est présent devant lui (voir schéma ci-dessous).

Il pourra par exemple être très facilement interfacé avec les modules hybrides PICBASIC2000 grâce à l'instruction CAPTURE afin de réaliser des robots intelligents capables de "voir" et "évaluer" leur environnement. Il pourra également être utilisé pour réaliser des systèmes de télémétrie.

Des exemples de programmes pour PICBASIC sont disponible sur http://www.lextronic.fr/Comfile/PP1.htm à la rubrique "Notes d'applications".

Caractéristiques techniques:
- Alimentation: + 5 Vcc.
- Consommation: 30 à 50 mA env.
- Dimensions: 43 x 20 x 17 mm