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Dispositif transducteur ultrasons



  1. #1
    GuilhemD

    Dispositif transducteur ultrasons


    ------

    Bonjour,

    Dans le cadre d'une expérience, je souhaiterais diffuser des ondes constituées d'ultrasons à partir d'un mobile en mouvement. Les ondes doivent être diffusées dans un angle d'environ 10° à partir du milieu du segment avant du mobile, et ce toutes les secondes.

    Est il possible de réaliser cette expérience ? Je n'ai trouvé sur internet que des transducteurs peu adaptés à cette expérience.

    Cordialement

    Ps : j'ai éventuellement d'autres questions à poser si l'expérience s'avère réalisable, merci d'avance de votre gentillesse

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    LPFR

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Bonjour.
    Je ne pense pas que vous trouviez des dispositifs qui émettent juste sur 10°. Tous les émetteurs on un lobe plus ou moins large. La raison est que la largeur est déterminée par la longueur d'onde et la largeur de la source. Pour que le premier zéro se trouve à 10° il faut que la largeur de votre émetteur (la partie active, pas le boîtier), soit de 2,4 cm pour une fréquence de 40 kHz.
    Si vous voulez vraiment un lobe de cette largeur, il faut que vous vous le fabriquiez vous même à partir des émetteurs du commerce, en mettant plusieurs sur un panneau et alimentés en parallèle (pour être en phase).

    Mais la question importante est "êtes-vous sûr qu'il vous faut du 10°?". Si oui, pourquoi?
    Au revoir.

  4. #3
    GuilhemD

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Bonjour,

    Et tout d'abord un grand merci de votre réponse

    Je ne suis pas sûr qu'il faille absolument 10°, mais je cherche une zone d'action de petit angle afin que le mobile circulant dans un couloir (parfois en virage) ne puisse émettre trop loin de ce couloir. En gros, je ne veux pas que les ultrasons atteignent les bordures, et pour ce faire il me faut une petite distance d'action et un petit angle.

    J'espère que vous trouverez à me répondre

    Merci encore, et à bientôt

  5. #4
    LPFR

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Re.
    Pouvez-vous décrire le rôle des ultrasons plus précisément?
    Détecteur d'obstacles? Guidage?
    A

  6. #5
    GuilhemD

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Ces ultrasons seraient chargés de faire "biper" de petits modules sensibles à ces ultrasons, qui seront situés devant le mobile mouvant. Ces modules seront retirés pendant le mouvement du mobile afin qu'il n'y ait pas de collision
    Toutefois d'autres seraient situés sur les limites extérieurs du couloir et ne devront pas "biper"

    Vous connaissez tout maintenant

    Les ultrasons sont donc seulement un intermédiaire entre le mobile et les modules

    Merci à vous

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    LPFR

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Bonjour.
    Si je comprends bien, les modules détectent la proximité du mobile en mesurant l'amplitude des ultrasons reçus.
    Dans ce cas, pourquoi ne pas utiliser un seul émetteur omnidirectionnel pour tous les modules et régler la sensibilité des modules suivant leur fonction?
    Je ne pense pas avoir compris la manip dans son ensemble.
    Au revoir.

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  10. #7
    GuilhemD

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Désolé, je n'ai pas été très clair :s

    Soit :

    Une "route" semblable à une piste d'athlétisme de 40 m (donc parfois en ligne droite et parfois en courbe)
    Un mobile porteur d'un émetteur d'ultrasons
    Plusieurs modules mobiles récepteurs, situés soit sur la trajectoire du mobile émetteur, soit juste à côté de sa trajectoire, que cela soit en ligne droite ou en courbe

    Je cherche à faire "biper" ces modules récepteurs, mais uniquement ceux qui seront situés sur la trajectoire de l'émetteur

    La manipulation consiste à faire biper certains modules et pas d'autres, tout en permettant à ceux qui auront biper de s'écarter de la trajectoire du mobile (il me semble avoir vu quelque chose de semblable pour que les voitures n'écrasent pas de chevreuils dans les Landes, mon expérience s'apparente à cela sauf que je ne voudrais pas déranger les chevreuils hors de le route).

    J'espère que je m'exprime à peu près clairement

    Merci à vous

  11. #8
    LPFR

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Re.
    Oui, je commence à voir de quoi il s'agit.
    Si vous faites un dessin d'un virage, vous verrez qu'il faut que le mobiles qui ne sont pas devant le mobile porteur mais qui sont dans la trajectoire détectent les ultrasons. Suivant la distance minimum d'alarme et le rayon de courbure, il faut que l'émetteur ait un angle d'ouverture suffisamment grand... qu'il faut calculer et pas deviner.
    Avec des ultrasons, même en mettant deux ou trois émetteurs pour créer un lobe de la bonne largeur, vous aurez toujours des lobes secondaires "sur les côtés". Il faudra régler la puissance de l'émetteur ou la sensibilité des récepteurs, pour que les lobes latéraux gênent le moins possible.
    A+

  12. #9
    GuilhemD

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Re, merci de votre réponse

    Il y a quelques choses que je ne comprend pas :

    Peut on placer des émetteurs de puissances différentes, afin d'émettre le moins possible sur les côtés, mais suffisamment pour optimiser le passage des ultrasons sur la trajectoire, et ce même dans les virages ?

    Je ne peux pas régler la sensibilité des récepteurs, ils me sont donnés dans l'intitulé, cela pose t il un problème ?


    Comment calculer cet angle d'ouverture ? La puissance nécessaire ? Dois je vous donner une vitesse maximum théorique du mobile porteur ? Ainsi qu'une largeur moyenne de la route sur laquelle évolue ce même mobile ? Comment créer un lobe de la bonne largeur ?

    Merci à vous, beaucoup de points d'interrogation sur ce sujet pour moi :s

    Ps : tant qu'à faire, pourriez vous me donner toutes les données dont on a besoin pour calculer toutes les composantes ?

  13. #10
    LPFR

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Bonjour.
    Si les récepteurs sont trop sensibles ou les émetteurs trop puissants, des récepteurs places sur les côtés et près de l'émetteur peuvent réagir.

    Pour calculer l'angle vous devez connaître la distance 'd' à laquelle les mobiles doivent capter le son. Elle dépend de leur temps de réaction et de la vitesse de l'émetteur. S'ans elle on ne peut rien faire.

    Pour calculer l'angle, dessinez deux cercles concentriques qui seront les bords de la piste dans un virage. Dessinez votre émetteur et la droite qui part du point milieu de l'avant et qui va droit devant l'émetteur (la route qu'il suivrait s'il allait en ligne droite). Tracez un cercle centre sur ce même point de rayon égal à la distance 'd'. L'intersection de ce cercle avec le bord interne de la piste vous donne le point le plus proche dans lequel peut se trouver un récepteur qui doit détecter le son et s'éloigner. Tracez la droite qui va du point central au mobile. Elle forme un angle avec la droite "droit devant". Pour cet angle, il faut que le son soit entendu par le récepteur. Donc, le lobe d'émission doit bien "arroser" cette direction. Il faudra choisir le premier zéro du lobe d'émission à un angle double de celui-ci (au pif).

    J'ai pris comme exemple de transducteur le modèle n° 182273-62 du catalogue de chez Conrad et j'ai téléchargé la notice. C'est un exemple représentatif. En bas de la première page vous avec le diagramme d'émission. Attention: il est en dB, dont les lobes secondaires apparaissent exagérés. Si on regarde bien, on s'aperçoit que pour le lobe principal, la puissance tombe de moitié (-6 dB) pour un angle de 30°. Ça correspond à un diagramme d'émission que l'on peut approcher grossièrement par .

    Si on place deux transducteurs côte à côte, séparés par une distance D, le premier zéro aura lieu pour un angle tel que le déphasage entre les deux sources sera de lambda/2.

    Comme vous connaissez lambda et l'angle pour lequel vous voulez le premier zéro, vous pouvez calculer D.
    Le diagramme d'émission (en amplitude) de ses deux émetteurs est:



    Ou S1 est l'émission d'un transducteur qu'il faut remplacer:



    Où Ao est l'amplitude d'un seul transducteur pour thêta = 0 qui donne la bonne pression sonore suivant la notice (0,0002 µbar pour le transducteur alimenté en 10 V rms, pour cet exemple). 'r' est la distance entre les transducteurs et le point où on calcule le signal reçu.

    Vous devez calculer tout cela et tracer le diagramme d'émission.

    Puisque vous dites que la sensibilité des récepteurs vous a été donnée, vous pouvez calculer la puissance par unité de surface ou l'amplitude qu'il faut qu'ils reçoivent pour réagir.

    Pour vous aider, vous trouverez quelques explications sur les ondes sonores dans ce chapitre:
    http://forums.futura-sciences.com/at...n-ondes5-a.pdf

    PS: on peut changer la puissance émisse en changeant la tension d'alimentation du transducteur.
    Au revoir.

  14. #11
    calculair

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    bonjour,
    Je n'ai pas tout compris dans les objectifs de la manip, mais l'utilisation des infrarouges au lieu des ultrasons ne serait il pas plus facile
    maitrise plus precise du rayonnement
    cout peut être inferieur....

  15. #12
    GuilhemD

    Re : Dispositif transducteur ultrasons

    Merci à vous

    Non, les modules récepteurs ne le sont qu'aux ultrasons

    Je vais essayer de faire tous ces calculs, je vous tient au courant (je pense avoir quelques problèmes de mise en application pratique)

    Merci encore et à bientôt

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