Ultrasonic sensor

ความถี่��ของคลื่��นเสี�ยง• ความถี่��ที่��มนุษย์ ได้�ย์�นุอย์��ในุช่�วง 20 – 20,000

Hz• ความถี่��ต่ำ��ากว�า 20 Hz เรี�ย์กว�า Infrasonic

หรี�อ คลื่��นใต้�เสี�ยง• ความถี่��สู�งกว�า 20 kHz เรี�ย์กว�า

Ultrasonic หรี�อ คลื่��นเหน�อเสี�ยง

ความยาวคลื่��น

• แกนุนุอนุ ค�อ รีะย์ะที่าง• แกนุต่ำ#$ง ค�อ แรีงด้#นุอากาศที่��เปลี่��ย์นุ• ความยาวคลื่��น ค�อ รีะย์ะที่างรีะหว�างสู�วนุที่��

ซ้ำ�$าก#นุของคลี่��นุ

ความถี่��แลื่ะความยาวคลื่��น• ความย์าวคลี่��นุ(λ) สู#มพั#นุธ์ แบบผกผ#นุก#บ

ความถี่��ของคลี่��นุนุ#$นุ

เม��อλ = ความย์าวคลี่��นุc = ความเรี.วเสู�ย์งในุอากาศข/$นุก#บอณหภู�ม�f = ความถี่��ของคลี่��นุ

Ultrasonic

• คลี่��นุที่��ม�ความถี่��สู�งข/$นุ ความย์าวคลี่��นุจะ• คลี่��นุเสู�ย์งไม�ม�การีเลี่�$ย์วเบนุ• เป3นุคลี่��นุที่��ม�ที่�ศที่างแนุ�นุอนุ• สูามารีถี่เลี่.งเป4าหมาย์ที่��ต่ำ�องการีได้�แม�นุย์�า• นุ�ย์มใช่� 40 kHZ

ลื่ดลื่ง

Ultrasonic Sensor

• ต้รวจจ�บว�ต้ถี่�โดยการใช้�คลื่��นเสี�ยง• ม�ระยะการต้รวจจ�บสี ง• ต้รวจจ�บว�ต้ถี่�โดยไม"สีนใจสี�หร�อพื้�$นผิ&วของ

ว�ต้ถี่�• ต้รวจจ�บได�ทั้�$งของแข(ง ของเหลื่ว เปี+ยก

หร�อแห�ง• ต้รวจจ�บว�ต้ถี่�ทั้��ม�ไอฝุ่�-นได�

หลื่�กการทั้.างานของ Ultrasonic Sensor

• Transmitter เปี/นแหลื่"งให�ก.าเน&ดเสี�ยง Ultrasonic• Receiver เปี/นต้�วร�บคลื่��นเสี�ยงทั้��สีะทั้�อนกลื่�บมา

การต้รวจจ�บ• ม�การต้รวจจ�บม�สีองแบบ ค�อ

1 .การต้รวจจ�บ การม�หร�อไม"ม�ของว�ต้ถี่�2. การว�ดระยะทั้างของว�ต้ถี่�

การต้รวจจ�บ การม�หร�อไม"ม�ของว�ต้ถี่�

• ว�ต้ถี่�ต้�องอย "ในย"านการทั้.างาน• Receiver ได�ร�บเสี�ยงสีะทั้�อนกลื่�บมา

ปีร&มาณพื้ลื่�งงานมากกว"าค"าการต้�ดสี&นใจ (Threshold)

• เซนเซอร2จะสี"งสี�ญญาณ output ออกมา• แสีดงถี่4งการต้รวจจ�บว�ต้ถี่�ได�

การว�ดระยะทั้างของว�ต้ถี่�• ปีลื่"อยคลื่��นเสี�ยงช้"วงความถี่��คงทั้��• วงจรภายในทั้.าการปีระมวลื่ผิลื่เวลื่าทั้��สี"ง-

ร�บคลื่��น• สีามารถี่ว&เคราะห2หาระยะทั้างได�

การว�ดระยะทั้างของว�ต้ถี่�ต่ำ#วอย์�าง

Ultrasonic Sensor ช่นุ�ด้หนุ/�ง คลี่��นุเสู�ย์งม�ความเรี.ว v = 343 m/s (อณหภู�ม� 20 องศา) ปรีะมวลี่ผลี่เวลี่ารี#บ-สู�งคลี่��นุได้� 20 ms อย์ากที่รีาบว�าว#ต่ำถี่ที่��ต่ำรีวจจ#บได้�อย์��ห�างจากเซ้ำ.นุเซ้ำอรี เที่�าไรี

s = v x t = (340 m/s)x(20x10-3 s) = 6.8 m

การว�ดระยะทั้างของว�ต้ถี่�• แต้"เวลื่าทั้��ว�ดได�เปี/นการสี"ง ร�บคลื่��นได�–• ด�งน�$นระยะทั้างจร&งของว�ต้ถี่� ค�อ

3.4 เมต้ร

ข�อจ.าก�ด• ไม�สูามารีถี่ต่ำ�ด้ต่ำ#$งได้�ในุที่��แคบหรี�อภูาช่นุะ

ขนุาด้เลี่.ก• ไม�สูามารีถี่ใช่�ในุภูาช่นุะสูญญากาศได้�• หลี่�กเลี่��ย์งการีต่ำ�ด้ต่ำ#$ง Ultrasonic มากกว�า

หนุ/�งต่ำ#วใกลี่� ๆ ก#นุ• ว#ต่ำถี่นุ�ม ม�ผ�วโค�งหรี�อบางมาก อาจต่ำรีวจจ#บ

ได้�ย์าก

ห�นุย์นุต่ำ Lego Mindstorms NXT

Touch Sensor

• อปกรีณ ต่ำรีวจว#ด้ที่��ใช่�ลี่#กษณะการีต่ำอบสูนุองโด้ย์การีกด้ป8ม

การด ค"าของ Touch Sensor

หากบนุหนุ�าจอแสูด้งค�า 0 แปลี่ว�า Touch Sensor

ไม�ถี่�กกด้

หากบนุหนุ�าจอแสูด้งค�า 1 แปลี่ว�า Touch Sensor

ถี่�กกด้

Sound Sensor

• ต่ำรีวจจ#บเสู�ย์งเป3นุรีะด้#บเด้ซ้ำ�เบลี่

• สูามารีถี่ต่ำรีวจจ#บเสู�ย์งได้�ที่#$ง dB แลี่ะ dBA

• ต่ำรีวจจ#บเสู�ย์งได้�สู�งสูด้ 90 dB

• การีอ�านุค�าแสูด้งเป3นุเปอรี เซ้ำ.นุต่ำ (%)

ระด�บเสี�ยง4 - 5% - ห�องเง�ย์บๆ5 - 10% - ม�เสู�ย์งคนุพั�ด้อย์��ไกลี่ๆ10 - 30% - เสู�ย์งคนุคย์ก#นุในุรีะย์ะ 1 เมต่ำรี

หรี�อเป9ด้เพัลี่งไม�ด้#งมาก30 - 100% - เสู�ย์งเพัลี่งด้#งมาก หรี�อม�คนุมา

ต่ำะโกนุใสู�เซ้ำ.นุเซ้ำอรี

การด ค"าของ Sound Sensor

• เข�าไปที่��เมนุ� View แลี่�วเลี่�อก Sound dB• ลี่องสู�งเสู�ย์งใสู� Sound Sensor• อ�านุค�าบนุหนุ�าจอ NXT

Light Sensor

• Light Sensor ที่�าหนุ�าที่��ต่ำรีวจจ#บความม�ด้แลี่ะแสูงสูว�าง• การีว#ด้สู�ของสู��งของ หรี�อใช่�ในุการีเด้�นุต่ำามเสู�นุ

Light Sensor

• สู�ที่��ต่ำาคนุเรีามองเห.นุ

• สู�ที่�� Light Sensor เห.นุ

การด ค"าของ Light Sensor

• Light Sensor อ�านุค�าได้�สูองแบบ ค�อ1. Reflected Light2. Ambient Light

การด ค"าของแบบ Reflected Light

• Reflected Light จะที่�าให� Light Sensor สู�องแสูงสู�แด้งออกมา

• ว#ด้แสูงที่��สูะที่�อนุกลี่#บมา• สูามารีถี่ใช่�ในุการีต่ำรีวจจ#บสู�ได้�

การด ค"าของแบบ Ambient Light

• Ambient Light จะไม�ม�แสูงออกมาจาก Light Sensor• โด้ย์ Light Sensor จะว#ด้แสูงโด้ย์รีอบของม#นุเที่�านุ#$นุ• สูามารีถี่นุ�ามาใช่�ต่ำรีวจสูอบความสูว�างแลี่ะความม�ด้ของห�องได้�

Ultrasonic Sensor

• สูามารีถี่ว#ด้รีะย์ะที่างได้�ที่#$งในุหนุ�วย์นุ�$ว แลี่ะหนุ�วย์เซ้ำนุต่ำ�เมต่ำรี

• ว#ด้รีะย์ะห�างจากว#ต่ำถี่ได้�ต่ำ#$งแต่ำ� 0 - 2.5 เมต่ำรี• ม�ความคลี่าด้เคลี่��อนุเพั�ย์ง ± 3 เซ้ำนุต่ำ�เมต่ำรีเที่�านุ#$นุ• สูามารีถี่ใช่� Ultrasonic Sensor ในุการีหลี่บหลี่�กสู��ง

ก�ด้ขวาง