อัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์ (Ultrasonic sensor) คือ เซ็นเซอร์ที่ใช้สำหรับตรวจจับวัตถุต่างๆ โดยอาศัยหลักการสะท้อนของคลื่นความถี่เสียงและคำนวณหาค่าระยะทางได้จากการเดินทางของคลื่นและนำมาเทียบกับเวลาวัดได้ตั้งแต่ 2 cm ถึง 400 cm โดยส่งสัญญาณอัลตร้าโซนิคความถี่ 40 kHzไปที่วัตถุที่ต้องการวัดและรับสัญญาณที่สะท้อนกลับมา พร้อมทั้งจับเวลาเพื่อนำมาใช้ในการคำนวณระยะทางข้อดีของการใช้ Ultrasonic Sensorในการตรวจจับวัตถุนั้น คือ เรื่องของการเดินทางของคลื่น Ultrasound สามารถเดินทางผ่านตัวกลางเช่น อากาศ ก๊าซ ของเหลว หรือ ของแข็งได้ยกเว้นในสภาวะสุญญากาศ ทำให้สามารถใช้งานตรวจจับวัตถุได้หลากหลาย และสภาพแวดล้อมต่างๆ ได้ดี
Embedded Files
1. หลักการทำงานของอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์
หลักการทำงาน : ULTRASONIC SENSOR อัลตร้าโซนิคเซนเซอร์เป็นเซนเซอร์ที่ใช้คลื่นเสียงในการตรวจจับตำแหน่งของวัตถุ โดยส่วนประกอบของตัวเซนเซอร์จะประกอบด้วย
1. ตัวส่งคลื่นอัลตร้าโซนิคและตัวรับคลื่นอัลตร้าโซนิค (อัลตร้าโซนิคทรานสดิวเซอร์)
2. ตัวควบคุมการทำงาน
3. ตัวส่งสัญญาณนาฬิกา
4. ตัวประมวลผล
5. ตัวส่งสัญญาณเอ้าท์พุท
รูป ไดอะแกรมภายในอัลตร้าโซนิคเซนเซอร์
โดยตัวเซนเซอร์จะทำงานโดย ตัวส่งสัญญาณจะส่งสัญญาณนาฬิกาไปที่ตัวคอนโทรลเลอร ์เพื่อควบคุมการแปลงสัญญาณ แล้วส่งไปต่อที่ตัวอัลตร้าโซนิคทรานสดิวเซอร์ซึ่งแบ่งเป็นสองส่วนคือ ตัวส่งและตัวรับ ตัวส่งจะสร้างคลื่นเสียงอัลตร้าโซนิค จากสัญญาณไฟฟ้าแล้วส่งคลื่นเสียงความถี่สูงหรืออัลตร้าโซนิคออกไปเป็นแนวตรง และเมื่อคลื่นเสียงอัลต้าโซนิคไปกระทบกับวัตถุใดๆ ตามหลักการของคลื่นเสียง คือ มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน คลื่นเสียงจะถูกสะท้อนกลับมาที่ตัวรับคลื่นเสียงอัลตร้าโซนิค เมื่อตัวรับได้รับ คลื่นเสียงที่ถูกสะท้อนกลับมาแล้ว ตัวรับจะแปลงคลื่นเสียงอัลตร้าโซนิคนั้นเป็นสัญญาณไฟฟ้าแล้วส่งต่อให้ตัวประมวลผล ตัวประมวลผลจะทำการคำนวนค่าระยะห่าง จากระยะทางที่คลื่นเสียงเดินทางไปและเดินทางกลับอย่างแม่นยำ และส่งค่าที่คำนวนได้ไปให้ตัวส่งสัญญาณเอ้าท์พุท เพื่อส่งสัญญาณเอ้าท์พุทไปให้อุปกรณ์อื่นต่อไป
หลักการคำนวน จะเป็นไปตามสูตรการเคลื่อนที่ในแนวราบ S = VT โดย S = ระยะทาง, V = ความเร็วของคลื่นเสียง,
T = ระยะเวลาที่คลื่นเสียงเดินทางทั้งหมด ดังตัวอย่างต่อไปนี้
Ex. เซนเซอร์ส่งคลื่นเสียงออกไปในอากาศที่ความเร็ว 343 M/S และได้รับคลื่นเสียงที่ถูกสะท้อนกลับมาในระยะเวลา 4 วินาทีจะได้ว่า จากสูตรการเคลื่อนที่ในแนวตรง S = VT
S = V(T/2) ; (T/2) เนื่องจาก เวลาที่นับเป็นเวลาที่เสียงเดินทางทั้งขาไป
S = 343(4/2) และขากลับ เราต้องการแค่ระยะห่าง จึงต้องนำไปหาร 2
S = 686 M.
จะได้ว่าระยะห่างของเซนเซอร์กับตัววัตถุมีระยะห่างกันเท่ากับ 686 เมตร
ซึ่งหลักการวัดระยะห่างของเซนเซอร์ชนิดอัลตร้าโซนิคนี้ มีประโยชน์เป็นอย่างมากเนื่องจากสามารถนำไปตรวจจับวัตถุได้เกือบทุกประเภท เหมาะสำหรับการวัดระยะสิ่งของที่อยู่ระยะไกลมากๆ ในสภาวะอากาศที่เลวร้าย มีความสกปรกมากหรือมีฝุ่นมาก และยังสามารถใช้กับวัตถุที่เป็นของเหลววัตถุที่มีพื้นผิววัตถุเป็นแบบมันวาว โปร่งแสงหรือโปร่งใส ซึ่งเซนเซอร์ชนิดอื่นจะทำได้ไม่ดีเทียบเท่ากับอัลตร้าโซนิคเซนเซอร์ เนื่องจากการใช้คลื่นเสียงในการทำงาน ทำให้ไม่ถูกรบกวนด้วยสิ่งต่างๆที่กล่าวมากข้างต้น แต่ก็มีวัตถุบางประเภทที่ไม่เหมาะจะนำอัลตร้าโซนิคเซนเซอร์ไปใช้จับระยะทาง เช่น
1. วัตถุที่สามารถดูดซับเสียงได้เช่น ผ้า หรือโฟมต่างๆที่มี คุณสมบัติสามารถดูดซับเสียงได้เป็นอย่างดี
2. ไม่เหมาะกับการนำไปใช้กับวัตถุขนาดเล็กมากจนเกินไปเนื่องจากหน้าสัมผัสของวัตถุที่มีน้อย จึงสะท้อนคลื่นเสียงกลับมาได้น้อยทำให้การคำนวนระยะทางหรือตำแหน่งอาจจะไม่แม่นยำเท่าที่ควร ซึ่งวัตถุที่มีขนาดเล็กนั้นแนะนำให้ใช้ โฟโต้อิเล็ก ทริกเซนเซอร์
ที่มา : https://www.supremelines.co.th/สาระน่ารู้/2090-อัลตราโซนิค-เซนเซอร์-ultrasonic-sensors.html
2.การติดตั้งแพ็กเกจการใช้งานคำสั่งอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์ (Sonar)
เนื่องจากบล็อกคำสั่งในการใช้งาน อัลตร้าโซนิคเซนเซอร์นั้นต้องใช้ แพ็กเกจพิเศษซึ่งชื่อว่า sonar เราจะต้องโหลดแพ็กเกจนี้มาเพิ่มซึ่งการติดตั้งแพ็กเกจ sonar สามารถทำได้โดยคลิกที่ แถบ Advanced > Extensions แล้วพิมพ์คำว่า sonar ในช้องค้นหาหลังจากนั้นจะปรากฎบล็อกคำสั่ง sonar ให้คลิกที่ icon ตามภาพ เสร็จแล้วกลับมาดูที่แถบบล็อกคำสั่งจะปรากฎบล็อกคำสั่งของ sonar ตามตัวอย่างด้านล่าง
หลังจากที่ได้ทำการ add paskage sonar เข้ามาแล้วจะประกอบไปด้วยบล็อกคำสั่งที่ใช้ในการใช้งานดังนี้
3.การเขียนโค้ดคำสั่งวัดระยะทางด้วยอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์
หลักการทำงานของโปรแกรม เมื่อกดปุ่ม A ให้โชว์ไอคอนเครื่องหมายถูก หลังจากนั้นโปแกรมถึงจะทำงานวัดระยะทางด้วยอัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์ แล้วให้หยุดรอ 2 วินาที ก่อนที่จะวัดระยะทางอีกครั้ง ทำงานวนไปเรื่อย ๆ ไม่มีที่สิ้นสุด
Page updated
Google Sites
Report abuse