Posséder une station radar est le rêve de nombreux amateurs d'électronique. Radar les signaux sont fascinants et jouent un rôle important non seulement dans la technologie militaire, mais aussi dans l'aviation civile. De la même manière, les navires et les systèmes de guidage du trafic maritime font un usage intensif des radars, et si vous avez une voiture récente, elle est probablement équipée d'un ou de plusieurs radars de stationnement. La police utilise des radars pour contrôler votre vitesse. Les radars sont devenus indispensables pour les prévisions météorologiques (radar de pluie) et les satellites utilisent le radar pour observer la terre. En résumé, les radars sont partout.

Un radar à ultrasons ?

Le sonar est comparable au radar, mais il utilise des ondes sonores au lieu d'ondes radio. Le son ne permet pas d'atteindre la portée des signaux radar, mais il constitue une excellente alternative pour simuler un radar. Avec un tel simulateur, il est possible de comprendre le fonctionnement d'un radar et d'en apprendre facilement les principes de base. Le Kit Radar Ultrasonique que nous testons dans cet article utilise les ultrasons pour simuler un système radar.

Le kit de radar à ultrasons

Le kit radar ultrasonique contient tous les composants nécessaires à la construction d'une petite simulation de station radar :

  • des éléments mécaniques réalisés en plastique transparent
  • un servo de modélisme de haute qualité
  • un module transducteur à ultrasons
  • un microcontrôleur avec une carte de connexion
  • un bloc d'alimentation USB et son câble USB associé
  • tous les câbles, vis, écrous et rondelles nécessaires
 
ultrasonic radar kit contents
Figure 1 : Contenu du kit radar à ultrasons.
 

L'assemblage du kit est simple et devrait être réalisable même pour les débutants. Malheureusement, aucun manuel d'instruction détaillé n'est fourni. En revanche, les câbles se connectent à des connecteurs protégés contre l'inversion de polarité, ce qui réduit le risque d'erreurs. L'assemblage mécanique est également très intuitif. Les Figures 2 à 5 montrent la station radar entièrement assemblée.

 
ultrasonic radar kit assembled
Figure 2 : La station « radar » montée.

 
Figure 3 : Vue du dessus.
 
 
Figure 4 : L’écran du radar.
 
Figure 5 : Vue de face avec le module transducteur ultrasonique.

Fonctionnement et expérimentations

Une fois la station radar entièrement assemblée, elle peut être connectée à l'adaptateur d'alimentation et au câble USB-C inclus dans le kit. Si tout est configuré correctement, une image semblable à celle d'un radar apparaîtra à l'écran. Aucune programmation n'est alors nécessaire. Le servomoteur effectuera un balayage aller-retour de gauche à droite, tandis que le module transducteur à ultrasons scannera l'environnement. La Figure 6 illustre la station radar en action.

Measuring Distance with The Utrasonic Radar

Sur l'écran, le faisceau de balayage est représenté en vert, avec des cercles indiquant les distances. Les objets détectés sont marqués par des points rouges (voir les Figures 4, 6 et 7). À ce moment-là, vous pouvez commencer à réaliser des expériences intéressantes. L'un des paramètres clés de toute station radar est la portée. Le module transducteur à ultrasons fourni a une portée d'au moins 4 mètres, mais la distance maximale affichée à l'écran est de 2,05 mètres. Les objets plus grands sont détectés à cette distance, mais les objets plus proches, comme ceux situés à 1,75 mètre par exemple, sont affichés plus clairement (voir la Figure 6).

 
ultrasonic radar kit display
Figure 6 : Essai sur les distances plus longues.
 

La résolution du système est étonnamment élevée. En fonction de la distance, des objets aussi petits que deux à quatre centimètres de largeur peuvent être détectés sans problème. La station radar n'éprouve des difficultés qu'avec les objets extrêmement petits, comme ceux dont le diamètre correspond à celui d'un crayon. La figure suivante illustre la détection d'un tasseau en bois de 4 centimètres de large environ.

 
Figure 7 : Objet détecté !
 

Les objets plus petits deviennent de plus en plus difficiles à détecter, et finissent par apparaître comme un simple point rouge (voir la Figure 8). Par exemple, les crayons ne peuvent être détectés que jusqu'à une distance de quelques centimètres.

 
Figure 8: Détection d'objets plus petits.
 

Maintenant que nous connaissons ses capacités, nous pouvons nous pencher sur ses applications pratiques. Il peut être utilisé dans le cadre d'expériences pédagogiques pour expliquer le fonctionnement des sonars et des radars, ou pour des applications de base, telles que la détection de petits objets comme des modèles réduits d'avions ou de bateaux. En plus de cela, des utilisations plus pratiques, comme le contrôle et la surveillance d'une pièce, sont également envisageables.

Avantages et inconvénients

Le kit comporte plusieurs éléments intéressants:

  • Il comprend tous les composants nécessaires, comme les câbles USB et les adaptateurs d'alimentation.
  • Le processus d'assemblage est assez facile, avec des connecteurs protégés contre l'inversion de polarité qui évitent les erreurs de câblage.
  • Le microcontrôleur est livré préchargé avec un logiciel complet, aucune programmation complexe n'est donc nécessaire.
 

Cependant, il y a aussi quelques inconvénients à prendre en compte :

  • Aucun manuel de montage détaillé n'est fourni.
  • Un manuel d'utilisation contenant des informations de base serait utile.
  • Le code source du microcontrôleur n'est pas accessible au public.

Conclusion

Le kit permet d'assembler une petite station radar à ultrasons, esthétiquement attrayante, avec un écran intégré. Des expériences simples peuvent être menées, pour comprendre la fonctionnalité et les principes techniques fondamentaux de la technologie radar de manière pratique.

Grâce au microcontrôleur préprogrammé, même les débutants peuvent facilement configurer cette station. Les expériences qui peuvent être menées comprennent des applications simples de détection de cibles ainsi que la surveillance de petites pièces. Le code déjà chargé fonctionne parfaitement, pourtant, il serait certainement intéressant pour les utilisateurs avancés d'avoir la possibilité de le modifier ou de le développer.

Pour aller plus loin

La programmation personnalisée du microcontrôleur, par exemple à l'aide de l'IDE Arduino, est tout à fait possible. Cependant, elle nécessite un certain apprentissage personnel pour se familiariser avec les techniques de programmation appropriées. Heureusement, de nombreuses informations sont disponibles en ligne pour vous aider dans cette démarche. Une fois que vous avez commencé, il n'y a plus d'obstacles qui empêchent d'explorer des applications plus avancées et plus passionnantes de la station radar.

 

Traduction : Laurent RAUBER