Medição de Distância por Ultrassons

Fórmula

Descrição

Os sensores de distância por ultrassons medem o tempo que um impulso sonoro demora a viajar até um alvo e regressar (eco). Como o som viaja até ao alvo e regressa, a distância unidirecional é metade do tempo de ida e volta multiplicado pela velocidade do som. A velocidade do som no ar a 20°C é de aproximadamente 343 m/s (0,0343 cm/µs). A temperatura afeta significativamente a velocidade do som: v ≈ 331,3 + 0,606 × T(°C) m/s. Sensores de ultrassons comuns como o HC-SR04 medem distâncias de 2 cm a 400 cm com exatidão de ±3 mm.

Variáveis

• d — Distância ao alvo (m)
• t — Tempo de eco de ida e volta (s)

Notas Práticas

A 20°C, o som viaja cerca de 0,343 mm/µs ou 34,3 cm/ms. Um alvo à distância de 1 m produz um tempo de ida e volta de 2/343 ≈ 5,83 ms. A distância mínima detetável é limitada pela duração do impulso de transmissão (tipicamente 0,3-1 ms, correspondendo a um alcance mínimo de 5-17 cm). O alcance máximo é limitado pela atenuação do sinal e pela dispersão do feixe. A compensação de temperatura melhora a exatidão: a 0°C, v = 331 m/s (−3,5%); a 40°C, v = 355 m/s (+3,5%).