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Un télémètre est un outil permettant de mesurer des distances sans contact. Une des méthodes utilisées en télémétrie pour effectuer ce genre de tâche consiste à utiliser la propriété des ultrasons.

Le module central que j'utilise est le HC-SR04. C'est un module très connu pour mener à bien de petits projets avec Arduino. En ce qui me concerne,  je préfère utiliser les PICs. Mon projet est basé sur l’utilisation du PIC16F688 pour faire l'acquisition de la distance. Le microprocesseur envoie une impulsion de départ qui permet ensuite au télémètre de compter le temps mis pour recevoir l’"Echo"  du signal.

Le programme de ce projet consiste simplement à envoyer une impulsion de 10 us au module (tel qu'indiqué sur la fiche technique) puis de mesurer le temps mis pour le retour de l'impulsion. Ce temps est mesuré  en microsecondes. Par la suite, on effectue un  calcul mathématique qui convertit le temps en distance exprimée en centimètres et le tour est joué !  Il faut savoir que le son voyage à une vitesse moyenne de 340 m/s dans l'air. Avec cette donnée, on peut établir que le son prend 29.4 us (microsecondes) pour parcourir un centimètre. Les calculs sont les suivants :

Distance (cm) = Temps (microsecondes) / 29.4
Distance réelle (cm) = distance (cm) / 2

En effet il ne faut pas oublier que le son fait un aller retour entre le télémètre et sa cible. 

On peut simplifier ces équations pour les traduire en une seule :
Distance réelle (cm) = Temps (microsecondes) / 59

Pour avoir une plus grande précision de la distance mesurée, on peut augmenter la fréquence d’horloge du signal qu'on utilise. Par exemple, avec un cristal de 20 MHz, la précision du "timer" est  beaucoup plus grande que celle obtenue avec un cristal de 4 MHz.

 

Le module HC-SR04 est déjà équipé d’amplificateurs qui lui permettent de bien fonctionner tout en nous facilitant  la tâche. Ainsi, lorsqu'on envoie l'impulsion de 10 us, le module envoie 8 cycles à 40 KHz (Ultrasons). L'impulsion de retour est plus ou moins large, tout dépendant de la distance mesurée. Plus la distance est grande, plus l'impulsion est grande. En fait, nous mesurons  le temps que le son met pour passer d'un haut-parleur à l'autre après réflexion sur  l'objet à mesurer. C'est aussi pour cette raison qu'il faut diviser par deux la distance calculée puisque le temps obtenu  avec le télémètre correspond à celui d'un aller-retour. Comme nous voulons avoir seulement l'aller, on se doit de diviser le temps obtenu par deux.

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