Neden birçok konum dedektörü için ses dalgası en iyi seçimdir?

Şu anda lise final projem üzerinde çalışıyorum, temelde bir Radar :) ...

Cihazın yüzeyine yakın nesneleri tespit etmek için SRF05 dedektör kullanıyorum . Şu andaki görevim, sonunda birleştirilecek tüm farklı bileşenleri öğrenmek ve özetlemek. (UART, MAX232 74HC244 vb, bilmek istiyorsanız :)

Öğretmenim bana bu bileşenler hakkında ne kadar çok şey bileceğimi, işimde ve sınavlarda o kadar iyi yapacağımı söyledi. İşte sorum: SRF05 için neden ses dalgaları en iyi seçimdir? Dahası, neden UltraSonic olanlar? Ses dalgalarını kullanmanın faydaları nelerdir, ancak görünmez ışık dalgaları, ısı veya işi yapabilen diğer araçlar değil mi? Örneğin, ışık çok daha hızlı seyahat eder, böylece daha iyi bir sonuç yaratır ve muhtemelen sesden daha etkili olacaktır.

Temel olarak, ses yavaştır.

Sesi kullanarak, bir dalganın nesnenize gitmesi ve onu yansıtması için ne kadar zaman alacağını kolayca belirleyebilirsiniz, böylece size oldukça doğru bir mesafe verir. Demek ki, ayın mesafesini ölçmek istemiyorsanız, ışık bunun için çok hızlı gidiyor.

Neden ultrasonik? Yani bunu yıllayamazsın. Her zaman duymak zorunda olsaydın ne kadar sinir bozucu olacağını hayal et? BeeeEEEeeeEEEEeeeEEEEEEEeeeeeeEEE .... eeEEEeeEEEP

Bir nesnenin konumunu bulma ile ilgili bir soruya yanıt olarak /electronics//a/130095/9006 adresinde bazı analizler vardır .

Işık, radyo ve ısı radyasyonunun tamamı elektromanyetik radyasyondur ve çok, çok hızlı seyahat ederler. Sadece daha hızlı oldukları için daha iyi bir sonuç verdikleri otomatik olarak doğru değildir.

Elektromanyetik radyasyon sesten 1.000.000 kat daha hızlı hareket eder. Bu nedenle, sesin birkaç metre yol kat etmesi için geçen süreyi ölçebilen bir şey yapmak ışıktan çok daha kolaydır. Ses milisaniyede yaklaşık 0,34 metre hareket eder. Kulaklarınız ve beyniniz yaklaşık 30 metre veya daha uzun bir odada uçuş süresini tespit etmek için yeterince iyidir.

Sesin uçuş süresini kullanarak mesafeyi ölçen bir elektronik parçası düşük maliyetlidir. 0.34m veya 34cm elde etmek için bir milisaniyede (0.001 saniye) çalışması gerekir. Her türlü bilgisayar için sloooooow olan, bir kişiden çok daha hızlı olsa da. 0,1 milisaniye olan 10 kat daha iyi 3,4 cm elde etmek nispeten kolaydır. Ultrason için, 38kHz'de, 0.1 milisaniye neredeyse 4 tam devirdir, bu da düşük maliyetli elektroniklerin ölçme kabiliyetleri dahilindedir. Böylece% 10 doğrulukla 34 cm ölçmek anlaşılabilir ve yapılabilir.

Işıkla 30 cm'lik uçuş süresini ölçmek çok daha zor olurdu. Işık 1.000.000 daha az zaman, 0.000.000.001 saniye veya 1 nanosaniye sürer. 3 cm hassasiyet ölçmek 0.1 nanosaniye olacaktır, bu da en hızlı Intel mikroişlemcinin bir çevriminden yaklaşık 3 kat daha hızlıdır. Bu nedenle, 30 cm'lik bu ölçümü yapmak çok daha zor ve uçuş süresini kullanarak% 10 doğruluk elde etmek daha da zor olurdu. Bu yapılabilir, ancak ses kadar ucuz ve kolay değildir. Tipik olarak uçuş süresi kullanmaz, bunun yerine bir ışık dalgasının farklı bir özelliğini kullanır.

Yan Not (Düzenle):
Sesli (ışık değil) 3,4 cm'den daha fazla doğruluk istiyorsanız, bunu nasıl yapabilirsiniz? O zor bir almak yapan nedir çok SRF05 ile daha doğruluğu? Bu konuda bir düşünün ve seçilen SRF05'in ne sınırlandırdığını anlayabilir ve böylece sistemi daha iyi anlayabilirsiniz.

Ultrason kullanan en iyi bilinen hayvan yarasalardır. Uçuş zamanını kullanarak menzil ve pozisyon ölçümü için ve yön bilgilerini bulmak için iki kulak kullanırlar. Yarasaların biyolojik sistemlerinin bir kısmı, sesin uçuş zamanını uçarken 'yiyecekleri (güveler ve diğer böcekler) yakalayacak kadar iyi kullanabiliyor. Bu çok etkileyici. Ultrasonun nasıl kullanılabileceği hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, yarasanın yankı konum sistemi hakkındaki makalelere bakabilirsiniz . Oldukça gelişmiştir.

Diğer birçok hayvan ultrason yayar, örneğin kemirgenler ve bazı böcekler. Ama çoğu için bir iletişim mekanizmasıdır.

Neden değil lazerler kullanılır? Bu öyle mükemmel bir bağlantı ki cevap olmayı hak ettiğini hissediyorum: http://www.repairfaq.org/sam/laserlia.htm#liarfi

Sayfanın tamamı konuyla ilgili bilgilerle doludur. Tümüyle alakalı olduğu için belirli bir paragraftan alıntı yapmak zordur, ancak bu tekniğe iyi bir genel bakış.

Düşük maliyetini korurken basit örnekleme ile mümkün olandan çok daha iyi çözünürlük için, dijital TOF telemetreler hassas bir analog geçici aradeğerleyiciyi 100 MHz'de çalışan bir CMOS sistemi ile birleştirebilir. Bunu gerçekleştirmek için analog devre birçok üretim birimindedir (farklı uygulamalar için) - ancak en az bir üreticiden 15 yıl boyunca düşük maliyetli bileşenlerle ve üretimde 5 ps çözünürlük elde edilmiştir. Fikir, daha sonra mikrodenetleyici tarafından örneklenen ve dijital sayaç sonuçları ile birleştirilen hassas bir zaman-voltaj dönüştürücüsü ile dijital sayım periyotları arasında enterpole edilir.

Lazerler (görünür veya IR), RADAR vb. Çalışır ve yüksek maliyet ve karmaşıklıkta çok yüksek hassasiyet verebilir. Lazerler için lazerden alıcıya iyi bir optik yola ve sinyallerin devre boyunca geçmesi için gereken süreye izin veren dikkatli devre tasarımına ihtiyacınız vardır.

IR LED'leri ve fotodiyotlar ile ham ama ucuz mesafe ölçümü, sadece hedeften ne kadar ışık yansıtıldığını ölçerek yapılabilir. Bunun doğru şekilde kalibre edilmesi zordur ve ortam aydınlatmasına karşı savunmasızdır, ancak sadece "yakın" veya "uzak" istiyorsanız yeterli olabilir. Bu, Microsoft'un Kinect mesafe kamerası tarafından kullanılan tekniktir.

Ses dalgaları SRF05 için "en iyi" seçimdir çünkü başka seçeneğiniz yoktur, bu bir ultrasonik mesafe sensörüdür.

Ultrasonik frekanslar, gürültü tabanının daha yüksek frekanslarda daha düşük olması nedeniyle ölçüm ve teşhis uygulamaları için sıklıkla kullanılır.

Termal difüzyon fiziği nedeniyle ısıyı mesafeyi ölçmek çok zor olacaktır.

Lazer ışığı daha uzun aralıklarda daha güvenilir ve doğru sonuçlar ve daha yüksek maliyet sağlayabilir, ancak tam olarak hedeflenmelidir.

Bir ultrasonik akustik sensör, ortamın genel tepkisini birleştirerek, bilgilerin tek bir noktadan daha uzak bir mesafe hakkında çıkarımlar yapmasına izin verir.