ค้นหาบทความที่นี่

บทความทั้งหมด

Basic Arduino Intensive Course : Chapter 11

7 ปีที่ผ่านมา

โดย เจ้าของร้าน

บทที่ 11

ไม้บรรทัดล่องหนด้วย Ultrasonic

[วิดีโอประจำบท]

ในบทนี้เราจะมาใช้โมดูล ultrasonic มาทำการหาระยะห่างของวัตถุแล้วแสดงออกมา แต่เนื่องด้วยมันอ้างอิงทฤษฎีทางฟิสิกส์นิดหน่อย ผู้เขียนจึงขออธิบายหลักการเบื้องต้นแบบคร่าวๆกันก่อน

คลื่น ultrasonic คือคลื่นที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 Hz ซึ่งสูงเกินกว่าที่หูมนุษย์อย่างเราจะได้ยิน มีความเร็วในการเดินทางเท่ากันเสียง คือเดินทางในอากาศได้ 343 เมตรต่อวินาที หากจะใช้เลขกลมๆก็ 340 หลักการทำงานคือโมดูลด้านส่งสัญญาณ (trigger) จะทำการปล่อยคลื่นออกไป เมื่อคลื่นกระทบกับอะไรซักอย่างก็จะสะท้อนกลับเข้ามาเข้าที่ด้านรับสัญญาณ (echo) เมื่อนำเอาเวลาที่คลื่นเดินทางมาคิดกับความเร็วของคลื่นที่เรารู้แล้ว จับใส่สูตรทางฟิสิกส์ง่ายๆลงไปก็จะได้ระยะทางออกมา ซึ่งจะเป็นตามนี้ครับ

ความเร็วคลื่นเสียง (v) = 340 m/s คิดแล้วได้ 0.034 cm/us เนื่องจากเราปล่อยคลื่นออกไปเป็นระยะสั้นๆไมโครวินาที และโมดูลที่ใช้วัดได้แค่ 4 เมตร (400 เซนติเมตร) จึงคิดหน่วยให้เป็นเซนติเมตรกับไมโครวินาทีไว้เลยดีกว่า จับเวลา (t) ที่คลื่นใช้เดินทางไปกลับ นำมาหารด้วย 2 ให้เหลือครึ่งเดียวมันก็จะเหลือแค่ระยะที่คลื่นเดินทางไปถึงวัตถุก็เท่ากับระยะห่าง (s) ระหว่างเซ็นเซอร์และวัตถุนั่นเอง ใส่ลงไปในสูตรฟิสิกส์พื้นฐาน s=vt สรุปสูตรที่หยิบไปใช้ได้เลยทันทีคือ s=v(t/2) เรารู้ v แล้ว สุดท้ายได้เป็น s=0.034(t/2) นั่นเอง

มาเริ่มกันเลยครับ Vcc ต่อกับ 5V, Trig ต่อกับขา 9, Echo ต่อกับขา 10 และ Gnd ต่อกับ GND

เสร็จแล้วก็เขียนโค้ดกัน

const int trigPin = 9; //กำหนดขา Trigger คือขา 9

const int echoPin = 10; //กำหนดขา echo คือขา 10

long duration; //กำหนดตัวแปรชื่อ duration (เวลา) เป็นชนิด long

int distance; //กำหนดตัวแปรชื่อ distance (ระยะห่าง) เป็นชนิด int

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

Serial.println("Ultrasonic Sensor Learning…");

delay(1000);

}

void loop(){

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH); //สั่งให้ปล่อยคลื่นออกไป

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW); //หยุดการปล่อยคลื่น

duration = pulseIn(echoPin, HIGH); //ให้ duration เท่ากับเวลาที่ echo ได้รับคลื่นเข้ามา

distance = 0.034*duration/2; //แทนค่าในสูตรหาระยะห่าง

Serial.print("Distance : "); //แสดงผลทาง Serial Monitor

Serial.print(distance);

Serial.println(" cm.");

delay(250); //หน่วงเวลา 250 มิลลิวินาที (วัดวินาทีละ 4 ครั้ง)

}

อัพโหลดโปรแกรมลงบอร์ดแล้วเปิด Serial Monitor ขึนมา ลองเอามือหรือวัตถุพวกหนังสือบังที่หน้าเซ็นเซอร์ เลื่อนเข้าเลื่อนออก ตัวบอร์ดจะแสดงระยะห่างที่ต่างกันไป สำหรับใครอยากได้หน่วยวัดเป็นนิ้วให้ใช้สูตรนี้ distanceInch = duration*0.0133/2 จะเป็นสูตรคำนวณออกมาได้ระยะเป็นนิ้วครับ

ก็จบไปอย่างรวดเร็วสำหรับ Ultrasonic Sensor ก็ไม่มีอะไรมากมันทำมาเพื่อให้ทำงานแค่นี้แหละครับ คือแค่วัดระยะทางแค่นั้น การใช้ประโยชน์อยู่ที่คุณจะสร้างสรรค์วิธีใช้งานมันออกมา เช่น ระยะใกล้กว่า...ให้เตือน, ระยะไกลกว่า...ให้เตือน, กดแล้วค่อยวัดค่า, คอยติดตามระยะห่างแล้วบันทึกข้อมูลไว้ และอื่นๆอีกสารพัดตามแค่จะคิดใช้งานครับ

[ดาวน์โหลด]
[กลับหน้าหลักของคอร์ส]