Projeto 7 Ultrassom

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Oficina de Robótica
Professora: Érika Cabral
Projeto 7: Sensor de Ultrassom
 
O HC-SR04 tem seu funcionamento baseado no envio (trigger) e recebimento (echo) de ondas ultrassônicas, ou seja, o sensor não envia nenhuma medida para o controlador, apenas sinaliza quando o pulso enviado é recebido. Neste caso o Arduino é responsável por medir o tempo e calcular as distâncias, tomando como referência o tempo que a onda ultrassônica demora para atingir um objeto e voltar.
Tudo começa pela emissão de um pequeno pulso sonoro de alta frequência que se propagará na velocidade do som no meio em questão. Quando este pulso atingir um objeto, um sinal de eco será refletido para o sensor. A distância entre o sensor e o objeto pode então ser calculada caso saibamos o tempo entre a emissão e a recepção do sinal, além da velocidade do som no meio em questão. Afigura a seguir exemplifica o processo.
Depois de medir o tempo da onda ultrassônica, o Arduino também se encarrega em calcular a distância que o sensor está do objeto, utilizando a equação abaixo, presente na biblioteca Ultrasonic. 
Componentes necessárias
Arduino
Sensor Ultrassonico HC-SR04
Pacote com 10 Jumper Premium de 20 cm M/F
Computador
Montagem física:
O HC SR04 possui 4 pinos sendo eles:
Vcc – Deve ser conectado a um pino 5V do Arduino.
Trig – Deve ser conectado a um pino digital configurado como saída. Utilizaremos o pino 8.
Echo – Deve ser conectado a um pino digital configurado como entrada. Utilizaremos o pino 7.
Gnd – Deve ser conectado a um pino GND do Arduino.
 Monte o sensor no Arduino, seguindo o esquemático apresentado no começo do tutorial. Ligando os pinos de alimentação do sensor (5V e GND), o pino de echo ao pino 13 e trig ao pino 12.
Instale a biblioteca do sensor. 
Para iniciarmos uma medição, o pino Trig, que funciona como gatilho do nosso sensor ultrassom, deve receber um pulso de 5V por pelo menos 10 microssegundos. Isso fará com que o sensor HC-SR04 emita 8 pulsos ultrassônicos em 40kHz (T piezzo) e o pino ECHO, que funcionará como nosso cronômetro, vai para 5V, iniciando assim a espera pelas ondas refletidas.						Assim que uma onda refletida for detectada, o pino Echo, que estava em 5V, será alterado para 0V. Desta forma, o período que o pino Echo fica em 5V é igual ao tempo que a onda emitida leva para ir até o obstáculo e voltar.
Veja a imagem abaixo para entender o que acontece no sensor HC-SR04.
Por fim, para sabermos quão longe nosso obstáculo está, basta contarmos quanto tempo (T) a tensão no pino Echo ficou em 5V.  Em posse desse tempo, sabendo que ele é o dobro do tempo de ida e volta da onda do sensor ultrassônico até o obstáculo, e, considerando a velocidade do som igual a 340,29 m/s, temos:
O Programa:
Questões da OBR
1-Questão Pontos: Eixo cognitivo: II. Compreender fenômenos. Área: Matemática. Descritores: Número e Operações/Álgebra e Funções
Alguns robôs possuem algumas rotinas de segurança que podem ser acionadas de diferentes formas. Um alerta de socorro é emitido por um humanóide quando uma senha de 8 dígitos é digitada em seu teclado numérico. Sabendo que ela é formada pelos seis primeiros números primos com seus algarismos postos em sequência, que senha deve ser digitada? 
(A) 23571113. 
(B) 35711131. 
(C) 02357111. 
(D) 23455678.
(E) 23571315.
2-Questão Pontos: Eixo cognitivo: III. Enfrentar situações-problema Área: Matemática. Descritores: Espaço e Forma. 
Um robô começa a se locomover no ponto A e segue uma linha. A linha vista de cima segue o formato proposto pela figura. Ao chegar nos pontos B, C e D qual será a direção para qual o robô estará indo, respectivamente?
(a) SO, SE, O. 
(b) NO, N, S. 
(c) NE, NO, SO. 
(d) SO, N, O. 
(e) SO, N, E.
3- Questão Pontos: Eixo cognitivo: III. Enfrentar situações-problema. Área: Matemática. Descritores: 
Número e Operações/Álgebra e Funções O X abaixo está na posição 1 e é um robô que obedece ao seguinte programa:
#PROGRAMA 
1 –Ande 2 x 2 casas para direita.
2 – Ande 8/4 casas para baixo. 
3– Ande 2 + 4 – 5 casas para a direita.
 4 – Ande (2x4) – (2x3) casas para baixo. 
5 – Pare.
O X seguirá o seguinte caminho: 
(a) 1, 5, 21, 22, 38 
(b) 1, 4, 20, 21, 37 
(c) 1, 5, 29, 30, 46 
(d) 1, 6, 22, 24, 39 
(e) Nenhuma das alternativas