Sensores Ultrasônicas

Introdução

Na área da automação, os sensores ultrassônicos são utilizados frequentemente para detectar movimentação ou posicionamento de objetos em linhas de montagem, porém não se restringindo a isso. Hoje, são utilizados na robótica, para o funcionamento de robôs autônomos ou mesmo no dia a dia, nos cada vez mais populares sensores de estacionamento. Baseados em princípios muito similares ao sonar, eles permitem identificação de presença e de distancia de um objeto, em locais em que outros sensores não possuem funcionalidade. Por exemplo, sensores ultrassônicos são utilizados para medir a altura da água em tanques ou canais, medindo a distância até a superfície do fluido. Sensores fotoelétricos têm problemas nessas aplicações devido a translucidez dos materiais. A tecnologia é limitada principalmente pela forma das superfícies e a densidade ou consistência dos materiais.

Principio de funcionamento

Os sensores ultrassônicos são constituídos essencialmente por duas partes: um emissor e um receptor de ultrassom. Funcionam baseados na interpretação dos ecos das ondas ultrassônicas, em altas frequências não audíveis pelo ser humano, emitidas pelo emissor do sensor. A geração dessa onda sonora é comumente feita através de um cristal piezelétrico ou da excitação de uma bobina, que emite pulsos de curtíssima duração em alta frequência (chegando aos MHz).

O microfone (receptor) recebe com um atraso o eco dessas ondas e é feita a comparação entre a saída e a entrada do sensor. Tendo em conta a velocidade do som no ar (de 340m/s), é possível estabelecer, pelo intervalo e diferença na forma de onda entre a emissão e a resposta sonora, a distância do objeto alvo, sua forma e até mesmo material.

Conclusão

Os sensores ultrassônicos se mostram de grande utilidade em várias aplicações de sensoriamento que exigem a detecção de uma grande variedade de matérias e medição de distâncias que seriam normalmente difíceis de serem medidas através de sensores ópticos, indutivos ou capacitivos.

Também, a cada dia surgem novas aplicações para esses sensores. A própria tecnologia de assistência no estacionamento é muito recente. A perspectiva do futuro dos sensores ultrassônicos está muito ligada a área da robótica, como a navegação autônoma de UAVs ou de pequenos robôs respondendo a estímulos do ambiente.