سنسور آلتراسونیک به زبان ساده
نحوه کار سنسور آلتراسونیک
یکی از سنسور های بسیار کاربردی در اندازه گیری فاصله، سنسور های آلتراسونیک هستند که بر مبنای امواج صوتی کار می کنند.
سنسور های آلتراسونیک، در شکل ها و ابعاد مختلف و در ورژن های گوناگون تولید و به فروش می رسند.
این سنسور ها با ارسال امواج صوتی ( یعنی ارسال یک جبهه موج صوتی ) و سپس دریافت بازتاب امواج از موانع و اجسام روبروی سنسور، فاصله اجسام را محاسبه می نمایند.
یکی از انواع پرکاربرد و ارزان سنسور های آلتراسونیک، مدل SRF05 بوده که از 5 پایه تشکیل شده است.
همانطور که از دیتاشیت این سنسور ها پیداست ، دو پایه از این 5 پایه ، مربوط به روشن کردن ماژول بوده که با عنوان VCC یعنی +5 ولت و GND ، می باشد .
اما سه پایه دیگر؛
طبق گفته دیتاشیت ماژول، این سنسور ها میتوانند در دو مود کاری فعالیت نمایند.
Mode 1 :
روش کار این سنسور به گونه ای می باشد که با ارسال یک پالس حداقل 10 میکروثانیه ای به پایه تریگر آن، بعد از مدت زمان کوتاهی، موج صوتی ای، توسط این سنسور تولید می گردد.
با ارسال موج صوتی، پایه Echo این ماژول، در حالت 1 منطقی یا همان 5 ولت قرار گرفته و تا زمان بازگشت موج به سنسور و دریافت آن، وضعیت این پایه در حالت 1 منطقی باقی می ماند.
چند نکته:
نکته اول: حداقل عرض پالس ایجاد شده روی پایه Echo، صد میکروثانیه و حداکثر آن 25 میلی ثانیه می باشد.
با توجه به این موضوع و دانستن سرعت انتشار صوت در محیط (حدود 333 متر بر ثانیه ) و دانستن این موضوع که موج صوتی ایجاد شده، مسیری را طی کرده تا به جسم روبروی سنسور برسد و مجددا بازتاب شده و راه پیموده شده را برمیگردد، پس مدت زمان پالس ایجاد شده روی پایه Echo، بیانگر زمان رفت و برگشت موج می باشد.
نکته دوم : با توجه به ماکزیمم عرض پالس 25 میلی ثانیه، میتوان محاسبه نمود که بیشترین فاصله ای که این سنسور، میتواند از اجسام، اندازه گیری نماید چیزی در حدود 4 متر و 16 سانتی متر می باشد.
توجه داشته باید که در این مود کاری، پایه Mode ماژول، به صورت رها شده و no Connection می باشد و نیاز نیست به جایی متصل شود.
Mode 2:
برای فعالسازی Mode دوم ماژول، باید پایه چهارم ماژول را ، به GND متصل نمایید.
در این مود کاری، وظیفه پایه Echo ماژول نیز، توسط پایه تریگر Trigger آن ،انجام می گردد؛ بدین صورت که با ارسال پالس 10 میکروثانیه ای روی پایه Trigger، پالس Echo که در مود کاری قبلی توضیح داده شد، روی همین پایه ایجاد می گردد.
نکته حائز اهمیت در این حالت این بوده که از آن جا که این پایه، هم به عنوان ورودی پالس تریگر و هم خروجی پالس Echo ماژول فعالیت می نماید، اتصال آن به میکروکنترلر شما، کمی با ریزه کاری همراه است.
از آنجا که پایه های میکروکنترلرها، یا در حالت ورودی و یا خروجی کانفیگ ، یا همان پیکربندی می گردند، اتصال این پایه ماژول به میکروکنترلر ، باید با پیکربندی خاصی همراه باشد.
ساده ترین راه جهت کار با ماژول در این مود، اتصال دو پایه میکرو کنترلر به هم و به این پایه ماژول می باشد.
در این حالت وضعیت یک پایه در حالت خروجی بوده ( که بتواند پالس 10 میکروثانیه تریگر را ایجاد نماید ) و وضعیت پایه دوم هم در حالت ورودی و اینتراپت ( وقفه ) می باشد که با دریافت پالس روی این پایه، وقفه برنامه نویسی اجرا شده و شما بتوانید با استفاده از تایمر های آیسی، مدت زمان پالس ورودی به میکروکنترلر را ( از ماژول به میکرو ) اندازه گیری نمایید.
البته ترفند های الکترونیکی – برنامه نویسی زیادی برای این موضوع وجود دارد که یک مورد را به اختصار آموختیم .
اگر در تعداد پایه های میکروکنترلر، محدودیت خاصی ندارید، راحت ترین راه ، استفاده از Mode اول سنسور می باشد.
دیدگاهتان را بنویسید