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12 mars 2017
Loïc Dayot

Emetteur récepteur ultrasons pour du repérage

Une solution pour qu’un robot mobile puisse repérer à distance un objet placé dans son périmètre, basée sur un couple émetteur-récepteur d’ultrasons.

Un robot mobile, ne connaissant pas son environnement, doit aller à la rencontre d’un objet dont l’emplacement lui est également inconnu. L’idée est d’utiliser un émetteur à ultrasons sur l’objet et un récepteur sur le robot mobile.

L’objet doit émettre en permanence. La seule difficulté consiste à produire une fréquence de 40kHz. Le récepteur devra chercher la source d’ultrasons la plus élevée pour repérer l’objet et fournir une tension analogique proportionnelle à la force du signal réceptionné.

Il n’est pas expliqué ici comment orienter le récepteur, mais l’idée est de le fixer à un servomoteur, ni à savoir comment le microcontrôleur fera la conversion analogique-numérique, non plus que la programmation. J’utilise pour ma part un classique Arduino-uno.

L’alimentation

Les deux montages (émetteur et récepteur) ont besoin d’une alimentation régulée d’une tension de 12V. On utilise un 7812 pour réguler et quelques condensateurs pour stabiliser. La source doit être de plus de 13.5 V. Attention, il n’y a pas de diode de protection d’inversion de polarité.

Voici le schéma logique :

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Le montage doit être reproduit pour chacun des montages (émetteur et récepteur) s’il sont distants, ce qui est le cas dans la situation proposée.

L’émetteur

Je me suis inspiré de l’article en référence pour produire le signal de 40kHz en utilisant un oscillateur 555 et deux portes logiques NAND.

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Sur le schéma, le Speaker est en fait un émetteur à ultrasons très peu cher (par exemple http://www.gotronic.fr/art-emetteur.... Le potentiomètre est multi-tours pour permettre un réglage fin de la fréquence à 40kHz. Il vaut mieux un oscilloscope ou un fréquence-mètre pour effectuer le réglage, mais on peut faire autrement une fois le récepteur également monté : toutes choses égales par ailleurs, chercher le signal le plus fort côté récepteur en réglant le potentiomètre de l’émetteur.

Voici à quoi cela ressemble une fois sur plaque véroboard.

Vous devriez pouvoir faire mieux, car dans mon exemple, il y a beaucoup (trop ?) de fils en plus des pistes.

Le récepteur

Rien de bien compliqué dans ce montage qui utilise un ampli-opérationnel pour amplifier le signal, suivi de filtres et d’un potentiomètre pour conditionner la plage du signal analogique à 0-5V (alors que le montage est en 0-12V). Les potentiomètres PG1 et PG2 sont dans mon montage approximativement à mi-course.

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Une fois soudé sur plaque véroboard, ça ressemble à ceci :

Le récepteur ultrasons est comme l’émetteur, à bas-coût (par exemple http://www.gotronic.fr/art-recepteu.... Il n’est pas fixé au montage car il est destiné être orienté à l’aide d’un servomoteur.

P.-S.

Librement inspiré d’un article en ligne http://d.nardi.free.fr/ProxiUS.htm.

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