超音波感測器

超音波測量距離的方法

超音波感測器是由超音波發射器、接收器和控制電路所組成。當它被觸發的時候，會發射一連串 40 kHz 的聲波並且從離它最近的物體接收回音。超音波是人類耳朵無法聽見的聲音，因為它的頻率很高。

如下圖所示，超音波測量距離的方法，是測量聲音在感測器與物體之間往返經過的時間：

發射器（Transmitter）標示為Ｔ，會發出 40 kHz 的聲波，由於這個聲波的頻率超過人類可聽見的 20 kHz，因此被稱為超音波。接收器（Receiver）標示為Ｒ，可以接收超音波。它可以感測的距離為 2cm到 200cm，感應角度為 15 度。

Trig是 發送 40KHz 超聲波給物體

Echo是接收 Trig碰撞物體反射回來的超聲波

使用超音波量測距離必須知道音波的傳遞速度, 這主要取決於大氣的密度, 而溫度又是影響空氣密度的主要因素. 音速與溫度的關係如下 :

音速 = 331.5 m/s + 0.6*攝氏溫度

在常溫 20 度時, 音速是 331.5 + 0.6*20 = 343.5 m/s, 大約是 344 m/s.

超音波測距的原理是利用一個超音波發射器與一個接收器組成的模組來量測音波從發射到收到反射波的時間, 乘以音速即可得到音波往返的距離, 除以 2 即得與反射物體間的距離. 在常溫 20 度下, 音波前進 1 公分約需 58 微秒, 計算如下 :

1 公分=0.01 公尺=(344 公尺/秒*t)/2

此處除以 2 是因為音波花了 t 秒往返走了兩倍距離,

須除以 2 才是單程距離.

t=(0.01*2)/344=5.8*10e-5=58*10e-6 秒=58 微秒

說明

Hz：（赫茲）是頻率的國際單位，表示每一秒週期性事件發生的次數。

µS：（微秒）

1s：（1秒）= 1000ms(毫秒)

1ms：（1毫秒）= 1000µS(微秒)

讀取障礙物距離

1. 練習讀取障礙物位置 (讀取障礙物位置 .SB3)

2. 移動障礙物看距離變數變化