Capteurs de distance :un guide complet

Nous avons de nombreux capteurs de distance tels que des capteurs infrarouges, laser, à ultrasons, à temps de vol LED (TOF), etc. Par conséquent, en sélectionner un pour votre projet peut être difficile.

L'article d'aujourd'hui examine divers capteurs de distance, leurs applications, leurs avantages et leurs inconvénients. Allons-y.

Qu'est-ce qu'un capteur de distance ?

Fig 1 :Un capteur infrarouge monté

Un capteur de distance est un appareil électronique qui mesure la distance entre deux objets sans contact physique.

Par conséquent, il offre une mesure, un positionnement et une gamme d'objets rapides et précis.

Comment fonctionnent les capteurs de distance ?

Fig 2 :Fonctionnement d'un capteur à ultrasons

Tous les capteurs de distance ont le même principe de fonctionnement quelle que soit la technologie utilisée.

Si vous souhaitez mesurer la distance entre deux points, voici comment fonctionne votre capteur de distance :

• Tout d'abord, un émetteur de capteur de distance envoie un signal vers l'objet.
• Par conséquent, le signal est réfléchi/rebondit lorsqu'il frappe l'objet.
• Le récepteur du capteur reçoit le signal réfléchi.
• Il calcule ensuite le délai entre le moment où l'appel a été transmis et reçu.
• Enfin, il utilise le délai pour calculer la distance entre lui-même et l'objet.

Le retard mesuré peut se présenter sous les formes suivantes :

• Changement de phase du signal de retour
• Intensité du signal de retour
• Enfin, le délai entre l'émission et la réception du signal

Quels sont les types de capteurs de distance ?

Capteur de distance à ultrasons

Fig 3 :gros plan d'un hélicoptère drone

Le capteur de distance à ultrasons s'appuie sur des sonars/ondes sonores à haute fréquence pour mesurer la distance à un objet.

Voici comment cela fonctionne :

• Le capteur à ultrasons envoie des ondes sonores à haute fréquence vers un objet/obstacle.
• En même temps, une minuterie est lancée et, comme un écho, les ondes rebondissent vers le récepteur du capteur.
• Par conséquent, la minuterie s'arrête immédiatement après que le capteur a reçu le signal réfléchi.
• Enfin, il calcule la distance entre les objets en comparant le temps de propagation du signal à la vitesse du son.

Capteurs de distance infrarouges

Ce module capteur utilise le principe de la triangulation ou mesure de la distance entre deux objets à l'aide de l'angle de réflexion.

Voici comment cela fonctionne :

• Il émet un signal lumineux infrarouge via un émetteur LED et reçoit le signal réfléchi sur sa lentille photodétectrice sensible à la position (PSD).
• Enfin, le capteur PSD détermine la distance de l'objet réfléchissant à l'aide de l'angle de réflexion.

Capteurs de distance laser (LiDAR)

Fig 4 :Voiture électrique autonome montrant l'utilisation du lidar et des capteurs de sécurité

Light Detection and Ranging (LiDAR) est un capteur de distance laser qui fonctionne de la manière suivante :

Tout d'abord, l'émetteur émet une lumière laser vers l'objet/l'obstacle. L'objet réfléchit le signal/l'impulsion vers le récepteur du LiDAR.

Et enfin, le capteur calcule la distance entre les deux objets en utilisant la relation entre la vitesse de la lumière et le temps.

Capteurs de distance à temps de vol à LED

Les capteurs de temps de vol (TOF) mesurent les distances en déterminant le temps mis par une onde pour se déplacer depuis l'émetteur et revenir.

Par conséquent, il utilise la relation entre la vitesse de la lumière dans l'air et le temps de vol du signal pour obtenir la distance.

Par conséquent, il peut produire des images 3D X, Y et Z en utilisant les données d'un seul instantané.

Avantages :Haute précision、 Peut identifier de gros objets、Prend en charge l'imagerie 3D

Inconvénients :cher、Mauvaise résolution en profondeur Z

Applications :Robotique et drones、Vision industrielle、Applications industrielles、Comptage

Capteur de distance sonar

Ont le même principe de fonctionnement que les capteurs à ultrasons mais excellent plus sous l'eau. Pour votre information, il existe deux types de capteurs sonar ; passif et actif.

• Tout d'abord, les capteurs sonar actifs émettent un signal et déterminent la distance lors de la réception d'un signal réfléchi.
• D'autre part, les sonars passifs n'ont pas d'émetteur et ne reçoivent qu'un signal d'un autre objet.

Applications :Contrôle de boucle、Détection de personnes et détection de sous-marins、Contrôle de hauteur de pile

Capteur de distance à courte portée

Fig 5 :Le robot aspirateur aspire le sol de l'appartement

Les capteurs de distance à courte portée mesurent les distances entre des objets proches. Ce sont des capteurs à haute résolution et peuvent avoir une plage minimale de 1 mm à 2 000 mm ou plus.

Avantages :faible consommation de tension de fonctionnement, 、Faible coût et précision

Applications : Détection de personnes et télémétrie de précision、Contrôle de l'éclairage、Aspirateurs robotisés

Capteur de distance longue portée

Les capteurs longue portée utilisent le principe du temps de vol pulsé pour mesurer des distances allant jusqu'à 300 mètres.

Avantages :A une portée plus longue, 、Très polyvalent et taux d'échantillonnage

Inconvénients :cher

Applications :confirmation de charge et positionnement du bois, surveillance de grue, mesure des niveaux de remplissage, de la vitesse et des altitudes

Comparaison des capteurs de distance

Adaptation à la détection longue portée

Les capteurs LiDAR et TOF sont adaptés à la détection à longue portée, contrairement aux capteurs à ultrasons et IR.

Fréquence de lecture élevée

Les capteurs LiDAR et TOF ont une fréquence de lecture élevée. En revanche, les capteurs à ultrasons et IR ne le font pas.

Coût

Les capteurs à ultrasons et IR sont bon marché par rapport au LiDAR et au TOF. De plus, LiDAR est le plus cher des quatre capteurs de distance.

Adaptabilité à l'utilisation pour les objets complexes

Les capteurs LiDAR, IR et TOF sont parfaitement adaptés aux objets complexes. Cependant, vous ne pouvez utiliser des capteurs à ultrasons que pour des choses simples.

Sensible aux conditions externes

Les capteurs LiDAR, IR et TOF sont sensibles aux conditions extérieures, contrairement aux capteurs à ultrasons, qui ne le sont pas.

Compatible avec l'imagerie 3D

Les capteurs LiDAR et TOF sont compatibles avec l'imagerie 3D, contrairement aux capteurs à ultrasons et IR.

Conclusion

Généralement, les capteurs de distance ont une tonne d'applications dans notre vie quotidienne. Si vous prévoyez d'en utiliser un dans votre projet, tenez compte du coût, de la taille, de l'adéquation et de la durabilité.

Enfin, si vous avez une zone grise qui nécessite des éclaircissements, veuillez nous contacter. Nous vous répondrons dans les plus brefs délais.