Medición de distancia ultrasónica

Fórmula

Descripción

Los sensores de distancia ultrasónicos miden el tiempo que tarda un pulso de sonido en viajar hasta un objetivo y regresar (eco). Dado que el sonido viaja hasta el objetivo y de vuelta, la distancia de ida es la mitad del tiempo de ida y vuelta multiplicada por la velocidad del sonido. La velocidad del sonido en el aire a 20°C es de aproximadamente 343 m/s (0,0343 cm/µs). La temperatura afecta significativamente a la velocidad del sonido: v ≈ 331,3 + 0,606 × T(°C) m/s. Los sensores ultrasónicos comunes como el HC-SR04 miden distancias de 2 cm a 400 cm con una precisión de ±3 mm.

Variables

• d — Distancia al objetivo (m)
• t — Tiempo de eco de ida y vuelta (s)

Notas prácticas

A 20°C, el sonido viaja aproximadamente 0,343 mm/µs o 34,3 cm/ms. Un objetivo a 1 m de distancia produce un tiempo de ida y vuelta de 2/343 ≈ 5,83 ms. La distancia mínima detectable está limitada por la duración del pulso de transmisión (típicamente 0,3-1 ms, correspondiente a un rango mínimo de 5-17 cm). El rango máximo está limitado por la atenuación de la señal y la dispersión del haz. La compensación de temperatura mejora la precisión: a 0°C, v = 331 m/s (−3,5%); a 40°C, v = 355 m/s (+3,5%).