¿Por qué la onda de sonido es la mejor opción para muchos detectores de ubicación?

Básicamente, el sonido es lento.

Usando el sonido, puedes medir fácilmente el tiempo que tarda una ola en viajar hacia tu objeto y reflejarse, lo que te brinda una distancia bastante precisa. La luz va demasiado rápido para eso, a menos que estés buscando medir la distancia de la luna, por ejemplo.

¿Y por qué ultrasónico? Así que no puedes año. ¿Imagina lo molesto que sería si te vieras obligado a escucharlo todo el tiempo? BeeeEEEeeeEEEEeeeEEEEEEEeeeeeeEEE .... eeEEEeeEEEP

Hay un análisis en enlace en respuesta a una pregunta sobre cómo encontrar la posición de un objeto.

La luz, la radio y la radiación de calor son todas radiaciones electromagnéticas y viajan muy, muy rápidamente. No es automáticamente cierto que proporcionan un mejor resultado solo porque son más rápidos.

La radiación electromagnética viaja 1.000.000 veces más rápido que el sonido. Así que es mucho más fácil hacer algo que pueda medir el tiempo que tarda el sonido en viajar unos pocos metros de lo que es para la luz. El sonido viaja a aproximadamente 0,34 metros por milisegundo. Sus oídos y su cerebro son lo suficientemente buenos para detectar el tiempo de vuelo en una habitación a unos 30 metros o más.

Una pieza de electrónica para medir la distancia utilizando el tiempo de vuelo del sonido es de bajo costo. Para obtener 0,34 m, o 34 cm, debe funcionar en un milisegundo (0,001 segundos). Lo cual es muy bueno para cualquier tipo de computadora, aunque también es mucho más rápido que una persona. Es relativamente sencillo obtener 10 veces mejor, 3.4 cm, que es de 0,1 milisegundos. Para ultrasonido, a 38 kHz, ese 0.1 milisegundos es casi 4 ciclos completos, lo que está dentro de las capacidades de medición de la electrónica de bajo costo. Por lo tanto, medir 34 cm con un 10% de precisión es comprensible y factible.

Medir el tiempo de vuelo de 30 cm con luz sería mucho más difícil. La luz tomaría 1,000,000 menos de tiempo, o 0.000,000,001 segundos, o 1 nanosegundo. Medir con una precisión de 3 cm sería 0,1 nanosegundos, que es aproximadamente 3 veces más rápido que un ciclo del microprocesador Intel más rápido. Por lo tanto, sería mucho más difícil realizar esa medición de 30 cm e incluso más difícil obtener una precisión del 10% utilizando el tiempo de vuelo. Se puede hacer, pero no tan barato y fácil como el sonido. Por lo general, no usa el tiempo de vuelo, sino una propiedad diferente de una onda de luz.

Nota al margen (Editar):
Si desea más precisión que 3.4 cm con sonido (no luz), ¿cómo podría hacer eso? ¿Qué es lo que hace que sea más difícil obtener un lote más preciso con el SRF05? Piense acerca de esto, y es posible que comprenda qué límites impone el SRF05 elegido y, por lo tanto, comprenda mejor el sistema.

El animal más conocido que utiliza ultrasonido son los murciélagos. Lo usan para medir el rango y la posición usando el tiempo de vuelo y dos oídos para encontrar información de dirección. Así que parte de los sistemas biológicos de los murciélagos son capaces de utilizar el tiempo de vuelo del sonido lo suficientemente bien como para atrapar la "comida" (polillas y otros insectos) mientras está volando. Eso es muy impresionante. Si desea saber más acerca de cómo se puede usar el ultrasonido, puede consultar los artículos sobre el sistema de localización de eco de echo . Está altamente desarrollado.

Muchos otros animales emiten ultrasonido, por ejemplo, roedores y algunos insectos. Pero para la mayoría es un mecanismo de comunicación.

Las ondas de sonido son la "mejor" opción para el SRF05 porque no tienes otra opción, es un sensor de distancia ultrasónico.

Las frecuencias ultrasónicas a menudo se usan para aplicaciones de medición y diagnóstico debido a que el piso de ruido es más bajo en frecuencias más altas.

El calor sería extremadamente difícil de medir la distancia debido a la física de la difusión térmica.

La luz láser puede proporcionar resultados más confiables y precisos en rangos más largos y a un costo más alto, pero debe apuntarse con precisión.

Un sensor acústico ultrasónico integra la respuesta general del entorno, lo que permite el procesamiento posterior de la información para hacer inferencias sobre la distancia a más de un punto.

¿Por qué no usa láseres? Este es un enlace tan excelente que creo que merece ser una respuesta: enlace

Toda la página está llena de información sobre el tema. Es difícil extraer un párrafo en particular, ya que es relevante, pero este es un buen resumen de la técnica.

  

Para obtener una resolución mucho mejor de lo que sería posible con un muestreo simple y al mismo tiempo mantener un bajo costo, los telémetros digitales TOF pueden combinar un interpolador temporal analógico de precisión con un sistema CMOS que funcione a 100 MHz. El circuito analógico para lograr esto se encuentra en muchas unidades de producción (para diferentes aplicaciones), pero se han logrado resoluciones de 5 ps con componentes de bajo costo y en producción durante 15 años de al menos un fabricante. La idea es interpolar entre los periodos de recuento digital con un convertidor de precisión de tiempo a voltaje que luego se muestrea mediante un microcontrolador y se combina con los resultados del contador digital.

Los láseres (visible o IR), RADAR, etc. funcionan y pueden proporcionar una precisión muy alta, a un alto costo y complejidad. Para los láseres, necesita una buena trayectoria óptica de láser a receptor, y un diseño de circuito cuidadoso para permitir el tiempo que tardan las señales en viajar a través del circuito.

La medición de distancia bruta pero barata se puede realizar con LED IR y fotodiodos simplemente midiendo cuánta luz se refleja desde el objetivo. Esto es difícil de calibrar con precisión y es vulnerable a la iluminación ambiental, pero si solo quiere "cerca" o "lejos" puede ser suficiente. Esta es la técnica utilizada por la cámara a distancia Kinect de Microsoft.