그래서 저는 현재 고등학교 최종 프로젝트를 진행하고 있습니다. 기본적으로 레이더입니다 :) ...
장치 표면 근처에있는 물체를 감지하기 위해 SRF05 감지기를 사용하고 있습니다. 현재 과제는 마지막에 조립 될 모든 다른 구성 요소를 배우고 요약하는 것입니다. (당신이 알고 싶다면 UART, MAX232 74HC244 등 :)
선생님은 이러한 구성 요소에 대해 더 많이 알수록 내 일과 시험에서 더 잘 할 것이라고 말했습니다. 여기 내 질문이 있습니다 : 왜 SRF05에 음파가 최선의 선택입니까? 또한 왜 UltraSonic 제품입니까? 음파를 사용하지만 보이지 않는 광파, 열 또는 작업을 수행 할 수있는 다른 수단을 사용하지 않으면 어떤 이점이 있습니까? 예를 들어 빛은 훨씬 빠르게 이동하므로 더 나은 결과를 얻을 수 있으며 아마도 소리보다 더 효과적입니다.
답변:
기본적으로 소리가 느립니다.
소리를 사용하면 파도가 물체로 이동하고 반사되는 데 걸리는 시간을 쉽게 계산할 수 있으므로 거리가 매우 정확합니다. 달의 거리를 측정하려고하지 않는 한 빛은 너무 빠릅니다.
왜 초음파입니까? 그래서 당신은 그것을 년 수 없습니다. 당신이 그것을 항상 듣게된다면 얼마나 귀찮을 지 상상해보십시오. BeeeEEEeeeEEEEeeeEEEEEEEeeeeeeEEE .... eeEEEeeEEEP
/electronics//a/130095/9006 에는 물체의 위치를 찾는 것에 대한 질문에 대한 분석이 있습니다 .
빛, 라디오 및 열 복사는 모두 전자기 복사이며 매우 빠르게 이동합니다. 그들이 더 빠르기 때문에 더 나은 결과를 제공한다는 것은 자동적으로 사실이 아닙니다.
전자기파는 소리보다 1,000,000 배 빠르게 이동합니다. 따라서 빛보다 빛이 몇 미터 이동하는 데 걸리는 시간을 측정 할 수있는 것을 만드는 것이 훨씬 쉽습니다. 소리는 밀리 초당 약 0.34 미터로 이동합니다. 귀와 뇌는 약 30 미터 이상의 방에서 비행 시간을 감지하기에 충분합니다.
비행 시간을 사용하여 거리를 측정하는 전자 장치는 저렴합니다. 0.34m 또는 34cm를 얻으려면 1 밀리 초 (0.001 초)로 작동해야합니다. 어떤 유형의 컴퓨터에서도 슬로프하지만 사람보다 훨씬 빠릅니다. 0.1 밀리 초인 10 배 더 나은 3.4cm를 얻는 것이 비교적 간단합니다. 38kHz에서 초음파의 경우 0.1 밀리 초는 거의 4 회 전체주기이며, 이는 저비용 전자 장치가 측정 할 수있는 범위 내에 있습니다. 따라서 10 % 정확도로 34cm를 측정하는 것이 이해 가능하고 가능합니다.
빛으로 30cm의 비행 시간을 측정하는 것은 훨씬 어렵습니다. 빛은 1,000,000 시간, 또는 0.000,000,001 초 또는 1 나노초가 소요됩니다. 3cm의 정확도를 측정하려면 0.1 나노초로 가장 빠른 인텔 마이크로 프로세서의 한주기보다 약 3 배 빠릅니다. 따라서 30cm의 측정을 수행하는 것이 훨씬 어렵고 비행 시간을 사용하여 10 %의 정확도를 얻는 것이 더 어려울 것입니다. 할 수는 있지만 소리만큼 저렴하고 쉽게 할 수는 없습니다. 일반적으로 비행 시간을 사용하지 않고 광파의 다른 속성을 사용합니다.
참고 사항 (편집) :
소리가 아닌 3.4cm 이상의 정확도를 원한다면 어떻게해야합니까? 그것은 어렵게 얻을 만드는 무엇입니까 많은 SRF05 더 정확도를? 이것에 대해 생각해 보시면 선택한 SRF05가 부과하는 한계를 이해할 수 있으므로 시스템을 더 잘 이해할 수 있습니다.
초음파를 사용하는 가장 잘 알려진 동물은 박쥐입니다. 그들은 비행 시간과 방향 정보를 찾기 위해 두 귀를 사용하여 범위 및 위치 측정에 사용합니다. 따라서 박쥐의 생물학적 시스템의 일부는 날고있는 동안 '음식'(나방 및 기타 곤충)을 잡을 수있을 정도로 소리의 비행 시간을 잘 사용할 수 있습니다. 매우 인상적입니다. 초음파 사용 방법에 대한 자세한 내용을 보려면 박쥐의 에코 위치 시스템에 대한 기사를 참조하십시오 . 고도로 개발되었습니다.
많은 다른 동물, 예를 들어 설치류 및 일부 곤충과 같은 초음파를 방출합니다. 그러나 대부분의 경우 통신 메커니즘입니다.
왜 레이저를 사용 하지 않습니까? 이것은 내가 대답 할 가치가 있다고 생각하는 훌륭한 링크입니다 : http://www.repairfaq.org/sam/laserlia.htm#liarfi
전체 페이지는 주제에 대한 정보로 가득합니다. 특정 단락이 모두 관련되어 있기 때문에 발췌하기는 어렵지만 기술에 대한 좋은 개요입니다.
저렴한 비용을 유지하면서 간단한 샘플링으로 가능한 것보다 훨씬 더 나은 해상도를 위해 디지털 TOF 거리계는 정밀 아날로그 시간 보간 기와 100 MHz에서 실행되는 CMOS 시스템을 결합 할 수 있습니다. 이를 달성하기위한 아날로그 회로는 많은 생산 단위 (다양한 응용 분야)에 있습니다. 그러나 5 ps 분해능은 저렴한 구성 요소를 사용하여 15 년 동안 최소 한 제조업체에서 생산되었습니다. 이 아이디어는 정밀한 시간-전압 변환기를 사용하여 디지털 카운트 기간 사이에 보간되며, 이는 마이크로 컨트롤러에 의해 샘플링되고 디지털 카운터 결과와 결합됩니다.
레이저 (가시 또는 IR), RADAR 등이 작동하며 높은 비용과 복잡성으로 매우 높은 정밀도를 제공 할 수 있습니다. 레이저의 경우 레이저에서 수신기로의 올바른 광학 경로와 신호가 회로를 통과하는 데 걸리는 시간을 고려하여 신중한 회로 설계가 필요합니다.
대상에서 반사되는 빛의 양을 측정하기 만하면 IR LED 및 포토 다이오드로 조잡하지만 저렴한 거리 측정을 수행 할 수 있습니다. 이것은 정확하게 보정하기 어렵고 주변 조도에 취약하지만 "가까운"또는 "먼"을 원한다면 충분할 수 있습니다. 이것은 Microsoft Kinect 거리 카메라에서 사용되는 기술입니다.
음파는 선택의 여지가 없으므로 초음파 거리 센서이기 때문에 SRF05에 가장 적합한 선택입니다.
높은 주파수에서 노이즈 플로어가 더 낮기 때문에 초음파 주파수는 종종 측정 및 진단 어플리케이션에 사용됩니다.
열 확산의 물리학으로 인해 거리를 측정하기에는 열이 매우 어려울 수 있습니다.
레이저 광은 더 넓은 범위와 더 높은 비용에서보다 안정적이고 정확한 결과를 제공 할 수 있지만 정확하게 조준해야합니다.
초음파 음향 센서는 환경의 전반적인 반응을 통합하여 정보의 후 처리를 통해 단일 지점 이상의 거리에 대한 추론을 할 수 있습니다.