سنسورهای اولتراسونیک ابزاری عالی برای اندازهگیری فاصله بدون تماس واقعی هستند و در مکانهای مختلفی مانند اندازهگیری سطح آب، اندازهگیری فاصله و غیره استفاده میشوند. این یک روش کارآمد برای اندازهگیری دقیق فواصل کوچک است. در این پروژه از سنسور اولتراسونیک برای تعیین فاصله یک مانع از سنسور استفاده کرده ایم . اصل اساسی اندازه گیری فاصله اولتراسونیک بر اساس ECHO است. هنگامی که امواج صوتی در محیط منتقل می شوند، پس از برخورد به مانع، امواج به صورت ECHO به منشا بازمی گردند. بنابراین ما فقط باید زمان سفر هر دو صدا یعنی زمان خروج و زمان بازگشت به مبدا را پس از برخورد به مانع محاسبه کنیم. از آنجایی که سرعت صوت برای ما مشخص است، پس از کمی محاسبه می توانیم فاصله را محاسبه کنیم.
اجزای مورد استفاده
- آردوینو پرو مینی
- ماژول حسگر اولتراسونیک
- LCD 16×2
- مقیاس
- تخته نان
- باتری 9 ولت
- سیم های اتصال
ماژول سنسور اولتراسونیک
سنسور اولتراسونیک HC-SR04 در اینجا برای اندازه گیری فاصله در محدوده 2 سانتی متر تا 400 سانتی متر با دقت 3 میلی متر استفاده می شود. ماژول سنسور از فرستنده اولتراسونیک، گیرنده و مدار کنترل تشکیل شده است. اصل کار سنسور اولتراسونیک به شرح زیر است:
- سیگنال سطح بالا برای 10 us با استفاده از Trigger ارسال می شود.
- این ماژول هشت سیگنال 40 کیلوهرتز را به صورت خودکار ارسال می کند و سپس تشخیص می دهد که آیا پالس دریافت شده است یا خیر.
- اگر سیگنال دریافت شود، پس از آن از طریق سطح بالا است. زمان طولانی مدت فاصله زمانی بین ارسال و دریافت سیگنال است.
فاصله = (زمان x سرعت صدا در هوا (340 متر بر ثانیه))/2
نمودار زمان بندی
این ماژول بر روی پدیده طبیعی ECHO صدا کار می کند. یک پالس برای حدود 10 us ارسال می شود تا ماژول را راه اندازی کند. پس از آن ماژول به طور خودکار 8 سیکل سیگنال اولتراسوند 40 کیلوهرتز را ارسال می کند و اکو آن را بررسی می کند. سیگنال پس از برخورد با مانع برمی گردد و توسط گیرنده گرفته می شود. بنابراین فاصله مانع از سنسور به سادگی با فرمول داده شده محاسبه می شود
فاصله= (زمان x سرعت)/2.
در اینجا حاصل ضرب سرعت و زمان را بر 2 تقسیم کرده ایم زیرا زمان کل زمان رسیدن به مانع و بازگشت به عقب است. بنابراین زمان رسیدن به مانع فقط نصف کل زمان صرف شده است.
ادامه مطلب
بیشتر بخوانید: اندازه گیری فاصله مبتنی بر آردوینو با استفاده از سنسور اولتراسونیک
در ادامه، متن انگلیسی این مطلب را میتوانید مشاهده نمایید:
Ultrasonic sensors are great tools to measure distance without actual contact and used at several places like water level measurement, distance measurement etc. This is an efficient way to measure small distances precisely. In this project we have used an Ultrasonic Sensor to determine the distance of an obstacle from the sensor. Basic principal of ultrasonic distance measurement is based on ECHO. When sound waves are transmitted in environment then waves are return back to origin as ECHO after striking on the obstacle. So we only need to calculate the travelling time of both sounds means outgoing time and returning time to origin after striking on the obstacle. As speed of the sound is known to us, after some calculation we can calculate the distance.