72 The Prototype Electronics

Prot

o Kn

owled

ge

SENSOR

- ชยวฒน ลมพรจตรวไล- Gerald Cole

SRF05 โมดลวดระยะทางดวยคลนความถเหนอเสยง

นคอเซนเซอรรนพมพนยมทถกใชงานมากทสดเปนลำดบตนๆของนกเลนนกพฒนาโครงงานอเลกทรอนกสโดยเฉพาะอยางยงกบRoboteerหรอผคลงไคลในการสรางหนยนตมารจกใหลกอกนดนคอบทความเดยวทเจาะลกถงวงจรของโมดลเซนเซอรยอดนยมตวน

The Prototype Electronics 73

SRF05เปนโมดลวดระยะทางดวยคล นความถ เหนอเสยงหรออลตราโซนก (ultrasonic มาจากคำวา ultra แปลวาสงกวาหรอเหนอกวากบsonicแปลวาคลนความถเสยง) ซงไดรบการพฒนาและผลตโดย Daventech ประเทศองกฤษ(www.robot-electronics.co.uk) อปกรณหลกของโมดล SRF05 คอ โมดลตวสงและตวรบคลนอลตราโซนกเบอร 400ST160 (ตวสง) และ 400SR160 (ตวรบ) ดงแสดงหนาตาในรปท 1 โดยตวสงจะไดรบสญญาณความถ 40 kHz จากวงจรควบคม ทำใหตวสงทำงานและสงคลนความถ 40 kHz ซงเปนคาความถทสงกวายานทหของมนษยสามารถตอบสนองไดออกอากาศไป และเมอคลนเดนทางไปกระทบวตถหรอสงกดขวางกจะสะทอนกลบมายงตวรบคลนหากเราทราบถงเวลาทคลนเรมเดนทางออกจากแหลงกำเนดและเวลาทตวรบสามารถรบคล นท สะทอนกลบมาไดเรากจะสามารถคำนวณหาระยะหางของวตถทคลนเดนทางไปสะทอนกบแหลงกำเนดคลนไดเนองจากเราทราบอยแลววาคลนเสยงเดนทางในอากาศดวยความเรว1,100ฟตตอวนาทน คอหลกการพนฐานทนำไปสการประยกตใชตวสงและตวรบคลนอลตราโซนกในการตรวจจบวตถและวดระยะทางซงกคอการวดระยะหางระหวางวตถกบแหลงกำเนดคลนนนเองในรปท2แสดงการตรวจจบวตถโดยใชโมดลตวสงและรบคล นอลตราโซนก

อยางไรกตาม โมดลตวสงและรบคลนอลตราโซนกสามารถทำงานไดตงแตความถ 38 ถง 41 kHz แตทความถ 40kHzจะเปนคาความถทใหระดบสญญาณสงสดดงแสดงดวยกราฟการตอบสนองความถของโมดลตวสงและรบคลนอลตราโซนกในรปท 3 แบนวดธของโมดลตวสงคลนอลตราโซนกคอ2kHzสวนตวรบมคา 2.5 kHz แรงดนสงสดทใชในการขบโมดลตวสงคลนอลตราโซนกเทากบ 20 Vrms มมของลำคลนโดยรวมคอ 55 องศา ยานของอณหภมใชงาน-30ถง+80องศเซลเซยส

5 โมดล SRF05 เปนแผงวงจรวดตรวจจบและวดระยะทางดวยคลนอลตราโซนกทมความเท ยงตรงสงโดยสามารถวดระยะไดต งแต1เซนตเมตรไปจนถง4เมตรSRF05ไดรบการออก

คณสมบตทางเทคนคของโมดล SRF05

รปท 1 แสดงรปรางของโมดลตวสงและตวรบคลนอลตราโซนก

(ก)ดานรบและสงคลนอลตราโซนก (ข)ดานลางแสดงเบอรของโมดลตวสงและตวรบคลนอลตราโซนก

รปท 2 แสดงหลกการตรวจจบวตถโดยใชสญญาณความถเหนอเสยงหรออลตราโซนก

รปท 3 กราฟแสดงลกษณะสมบตในการทำงานของโมดลรบสงคลนอลตราโซนก

-90-85-80

-75-70-65

-60

-55-50

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

ความถ (kHz)

9095100

105110115

120

125130

ระดบ

ความ

ดนเสยง (d

B)

ความ

ไว (d

B)

-ทำงานทระดบไฟเลยง+5V-กนกระแสปกตท30mA-ใชตวรบและสงคลนอลตราโซนกใชความถ40kHzในการทำงาน-วดระยะทางในชวง1เซนตเมตรถง4เมตร-สญญาณพลสสำหรบกระตนการทำงานตองมความกวางอยางนอย10ไมโครวนาท-ใหผลลพธจากการวดระยะเปนคาความกวางพลสซงเปนสดสวนกบระยะทางทวดได-ควบคมการทำงานดวยไมโครคอนโทรลเลอรสามารถใชงานกบไมโครคอนโทรลเลอรยอดนยมไดทกตระกลทงเบสกแสตมป,MCS-51,AVR,PSoC,PIC,dsPIC,ARM7ฯลฯ-สามารถตดตอได2แบบคอแบบ2สญญาณ(EchoกบTrigger)และแบบ1สญญาณ-มไฟแสดงการทำงานซงกะพรบตามจงหวะของการตรวจจบสญญาณ-มขนาดเลกคอ43มม.x20มม.x17มม.(กวางxยาวxสง)-ใชไฟเลยง+5Vตองการกระแสไฟฟา30mA

-กนกระแสปกตท30mA

คลน ความถ40kHzใน

-วดระยะทางในชวง1เซนตเมตรถง4เมตร

-ใหผลลพธจากผลลพธจากผลลพธ การวดระยะเปนคาความกวางพลสซงพลสซงพลส เปนสดสวนกบระยะทางทวดได

-สามารถตดตอได2แบบคอแบบ2สญญาณ(EchoกบTrigger)และแบบ1สญญาณ

-มขนาดเลกคอ43มม.x20มม.x17มม.(กวางxยาวxสง)

เลยง+5Vตองการ

-ทำงานทระดบไฟเลยง+5V

-ใชตวรบและสงคลนอลตราโซนกใชความถ40kHzในการทำงาน

-สญญาณพลสสำหรบพลสสำหรบพลส กระตนการทำงานตองมความกวางอยางนอย10ไมโครวนาทนอย10ไมโครวนาทนอย10ไมโคร

-ควบคมการทำงานดวยไมโครคอนโทรลเลอรสามารถใชงานกบไมโครคอนโทรลเลอรยอดนยมคอนโทรลเลอรยอดนยมคอนโทรลเลอร

ไดทกตระกลทงเบสกแสตมป,MCS-51,AVR,PSoC,PIC,dsPIC,ARM7ฯลฯ

-มไฟแสดงการทำงานซงกะพรบตามจงหวะของการตรวจจบสญญาณ

-ใชไฟ-ใชไฟ-ใช เลยง+5Vตองการกระแสไฟฟา30mA

74 The Prototype Electronics

5 SRF05จะสงสญญาณคล นอลตราโซนกออกไปเมอไดรบสญญาณกระตนใหทำงานเขามาทขาอนพตTrigger pulse จากนนวดระยะเวลาทตวรบคลนอลตราโซนกจะไดรบคลนสะทอนตอบกลบมา เอาตพตทไดจาก SRF05 จะอยในรปของความกวางพลสซงสมพนธกบระยะทางของวตถทตรวจจบได ความถสญญาณอลตราโซนกของ SRF05 คอ 40 kHz ถกสงออกไปในอากาศดวยความเรว 1,100 ฟตตอวนาทดงนนเมอทราบความเรวในการเคลอนทของคลน,เวลาเรมตนสงคลน และเวลาทรบเสยงสะทอนกลบมา จงสามารถคำนวณหาคาของระยะทางได ระยะทางทไดนนจะตองมการคำนวณคากลบทางคณตศาสตรเม อใชกบไมโครคอนโทรลเลอรแลวถอวาเปนเรองยงยากพอสมควรดงนนSRF05จงประมวลผลคาทางคณตศาสตรตางๆเหลานไวเรยบรอยแลวจากนนสงผลลพธทวดไดออกมาทางขาEchooutputเปนพลสทมความกวางสมพนธกบระยะทางทวดได การสงผลลพธทวดไดออกมาเปนในเชงความกวางของสญญาณพลสอาจจะดวายงยากกวาการสงเปนขอมลดจตอลออกมา แตการสงออกมาเปนขอมลดจตอลอาจตองใชสายสญญาณจำนวนมากซงทำใหตองใชขาพอรตในการเชอมตอเปนจำนวนมากตามไปดวย ดงนนหากสงผลลพธออกมาในรปของสญญาณพลส จะใชสายสญญาณเพยงเสนเดยว จงทำใหสะดวกมากในการนำมาเชอมตอกบไมโครคอนโทรลเลอร

5 นบเปนโอกาสอนดททาง Daventech ผผลตโมดล SRF05 โดยคณ Gerald Cole กรรมการผจดการ ไดอนญาตใหเปดเผยและตพมพวงจรของโมดล SRF05 ลงในวารสาร TPE นบเปนครงแรกทวงจรของSRF05ไดรบการเผยแพรในสอสาธารณะ วงจรสมบรณของโมดล SRF05 แสดงในรปท 5 การทำงานของวงจรของโมดล SRF05 แบงเปน 4 สวนคอ สวนของไมโครคอนโทรลเลอร PIC16F630 (IC3) ซงไดรบการโปรแกรมขอมลของโปรแกรมควบคมหรอเฟรมแวร

แบบมาใหใชงานกบไมโครคอนโทรลเลอรไดงายโดยใชขาเชอมตอเพยง1หรอ2ขาขนอยกบการกำหนดโหมดในการเชอมตอ ซงเหมาะอยางยงกบการประยกตใชงานดานหนยนตมขาตอใชงานแสดงในรปท4 1. ขาไฟเลยงสำหรบตอไฟเลยงแรงดน+5V 2. ขา  Echo  Pulse  Output เปนขาเอาตพตสำหรบสงสญญาณพลสออกจาก SFR04 ซงการใชงานจะนำขานไปตอเขากบพอรตอนพตของไมโครคอนโทรลเลอรเพอตรวจจบความกวางของสญญาณพลสทสงออกมาเพอแปลความหมายออกมาเปนระยะทางอกครงหนง 3. ขา  Trigger  Pulse  Input เปนขาอนพตรบสญญาณพลสทมความกวางอยางนอย 10 ไมโครวนาทเพอกระตนการสรางคลนอลตราโซนกความถ40kHzออกสอากาศจากตวสงดงนนเมอคลนความถดงกลาวนเคลอนทไปกระทบสงกดขวางทอยเบองหนากจะเกดการสะทอนกลบเขามายงตวรบและถกแปลงออกมาเปนความกวางของสญญาณพลสทจะสงออกไปทางขาEchoPulseOutput

รปท 4 แสดงขาสญญาณของ SRF05 และการกำหนดโหมดทำงาน

SRF05

MODE

ไมตอ:ตดตอแบบ2สญญาณ

ไมมการตอใชงานทจดเหลาน

GND

+5VEcho pulse output

MODE

การกำหนดMODEของSRF05

เพอเลอกการตดตอแบบ1สญญาณ

ใชจดTriggerpulseinputสำหรบ

สอสารกบไมโครคอนโทรลเลอร

SRF05

ไมมการตอใชงานทจดเหลาน

Trigger pulse input

+5V

MODE

GND

4. ขา  MODE เปนขาอนพตเพอเลอกโหมดการตดตอกบโมดล SRF05 ถาหากปลอยลอยไว เปนการเลอกโหมดการตดตอแบบ2สญญาณถาหากตอลงกราวด เปนการ เลอกโหมดการตดตอแบบ1สญญาณ 5. ขา GNDสำหรบตอกราวด

SENSOR : Ultrasonic

MODE

ไมตอ : ตดตอแบบ 2 สญญาณ

ไมมการตอใชงานทจดเหลาน

ไมมการตอใชงานทจดเหลาน

การกำหนด MODE ของ SRF05เพอเลอกการตดตอแบบ 1 สญญาณใชจด Trigger pulse Input สำหรบสอสารกบไมโครคอนโทรลเลอร

The Prototype Electronics 75

มาจากทาง Devantechโดยใชแหลงกำเนดสญญาณนาฬกาจากภายในตวไมโครคอนโทรลเลอรเอง,โมดลตวสงคลนอลตราโซนก(Tx1), โมดลตวรบคลนอลตราโซนก (Rx1) และวงจรขยายและปรบแตงสญญาณทไดจากโมดลตวรบคลนอลตราโซนก เม อไมโครคอนโทรลเลอรไดรบสญญาณพลสกระตนเขามาทางอนพตTriggerpulseมนจะสรางสญญาณ40kHzเพอขบโมดลตวสงคลนอลตราโซนกซงตออยทขาRC3 และ RC5 เมอคลนเดนทางไปอากาศกระทบกบวตถกดขวางกจะสะทอนกลบมายงตวรบคลนอลตราโซนก วงจรขยายและปรบแตงสญญาณซงมไอซออปแอมป IC1, IC2และวงจรตวตานทานและตวเกบประจตอรวมดวยจะทำหนาทในการขยายสญญาณทไดจากตวรบคลนอลตราโซนกและปรบแตงใหมความชดเจนจากนนสงเขาไปยงไมโครคอนโทรลเลอร เพอนำไปสรางสญญาณพลสทมความกวางสมพนธกบระยะเวลาทไมโครคอนโทรลเลอรสงคลนและไดรบคลนสะทอนออกไปทางขา RC0 หรอ ECHO OUT ในกรณทเลอกใหโมดลSRF05ทำการตดตอแบบ2สญญาณ ถาหากเลอกให SRF05 ทำงานในโหมดการตดตอแบบ 1 สญญาณ (ขา MODE ตอลงกราวด) ขาสญญาณท

รปท 5 วงจรสมบรณของ SRF05 โมดลวดระยะทางดวยคลนอลตราโซนก

Rx1400SR16

1

6 RC4

Vcc

R11390

LED1TRACK

RA5

RA1/Cin-

2

12

R1247k

R102.2k

R9120k

+5V

8 3

21

4

R71.2k

R862k

R447k

8 3

21

4

+5V

R32.2k

R247k

+5V

R618k

R547k

R12.2k1

+5V

2345

PROGRAMMINGPORT (N/A)

RA3/MCLR

RC5

RC3

13RA0/Cin+

RA2/Cout11

4

5

7

Tx1400ST16

C50.1/50V

C60.1/50V

+5V

RC0RC1RA4

ECHO OUTTRIGGER IN

MODEGND

+5V

R1347k

14Vss

C40.01/50V

IC1TLC272

IC2TLC272

IC3*SRF05_FW

(PIC16F630)

* เปนไมโครคอนโทรลเลอรทไดรบการโปรแกรมมาจากผผลต

C20.1/50V

C20.1/50V

C30.1/50V

+5V

1093

ใชรบสญญาณพลสกระตนและขาสงพลสออกจะเปนขาเดยวกนนนคอคอRC1หรอTRIGGERPULSE เมอไมโครคอนโทรลเลอรสามารถตรวจจบคลนสะทอนจากวตถได จะขบให LED1 ตดกะพรบตามจงหวะของสญญาณพลสเพอแจงใหผใชงานทราบดงนนเราสามารถทดสอบการทำงานในขนตนจากการสงเกตการทำงานของLED1น จดตอPROGRAMMINGPORTจะถกใชในการโปรแกรมเฟรมแวรของผผลตในการใชงานปกตของพวกเราไมตองใชงานจดตอพอรตน5 SRF05มโหมดการทำงาน2โหมดคอโหมด2และ1 สญญาณ ผใชงานสามารถเลอกไดดวยการกำหนดลอจกทเหมาะสมใหกบขาอนพตโหมด(MODE)ของโมดลSRF05 หากตองการเลอกโหมดการทำงานแบบ2สญญาณใหปลอยขาMODEใหลอยไว หากตองการเลอกโหมดการทำงานแบบ1สญญาณใหตอขาMODEลงกราวด

76 The Prototype Electronics

5 เรมตนดวยการปอนสญญาณพลสลอจก “1” (มแรงดน +5V) ใหกบขาอนพต Trigger Pulse เปนเวลาไมนอยกวา10ไมโครวนาทเมอตวโมดลไดรบพลสแลวจะสรางสญญาณความถเหนอเสยงหรออลตราโซนกแลวขบออกไปในอากาศเมอคลนความถนกระทบกบวตถจะสะทอนกลบมายงตวรบคลนอลตราโซนก ตวโมดลจะคำนวณระยะหางจากวตถ และสรางพลสเอาตพตขบออกมาทขาEcho Pulse Outโดยพลสทไดมความกวางแปรผนตรงกบระยะทางทวดไดดงแสดงไดอะแกรมเวลาของการทำงานในโหมดนในรปท6

รปท 6 ไดอะแกรมเวลาแสดงสญญาณทสงไปยง SRF05 และสญญาณทตอบรบกลบมาจาก SRF05 ในกรณตดตอแบบ 2 สญญาณ

รปท 7 ไดอะแกรมเวลาแสดงสญญาณทสงไปยง SRF05 และสญญาณทตอบรบกลบมาจาก SRF05 ในกรณตดตอแบบ 1 สญญาณ (ตอขาอนพต MODE ลงกราวด)

5 การทำงานในโหมด1สญญาณสามารถแสดงดวยไดอะแกรมเวลาในรปท 7การทำงานจะคลายคลงกนเพยงแตจะจดรบสญญาณกระตนและจดสงสญญาณพลสผลลพธออกนนจะเปนจดเดยวกน เรมตนดวยการปอนสญญาณพลสลอจก “1” (มแรงดน +5V) ใหกบขาอนพต Trigger Pulse เปนเวลาไมนอยกวา 10 ไมโครวนาท เมอตวโมดลไดรบพลสแลวจะสรางสญญาณความถเหนอเสยงขบออกไปในอากาศจากนนตวโมดลจะเปลยนหนาทการทำงานของขาอนพตTriggerPulseเปนขาเอาตพตเพอสงพลสทมความกวางแปรผนตรงกบระยะทางทวดได

การใชงานกบไมโครคอนโทรลเลอรเม อเลอกตดตอกบ SRF05 แบบ 2 สญญาณ  ในรปท8แสดงตวอยางวงจรของการตอใชงานโมดล SRF05 กบไมโครคอนโทรลเลอรในแบบ 2 สญญาณ

(1) ขาพอรตทตอกบขา Trigger Pulse หรอ PULSEของโมดลSRF05ตองกำหนดเปนเอาตพตแลวสรางสญญาณพลสบวกทมความกวาง10ไมโครวนาทสงไปยง SRF05 เพอกระตนใหโมดล SRF05 เรมตนกระบวนการวดระยะทาง (2) ขาพอรตของไมโครคอนโทรลเลอรทตอกบขาEchoPulse Out ของโมดล SRF05 จะตองกำหนดใหเปนอนพตเพอรอรบสญญาณพสจากโมดลSRF05 (3) ทนททโมดล SRF05 ไดรบสญญาณพลสบวกเขาทขาTriggerPulseโมดลSR F05จะสรางขบวนพลสความถ 40kHz สงออกสอากาศ ขบวนพลสอลตราโซนกนจะเดนทางจนกระทงกระทบวตถทขวางอยเบองหนา ทำใหพลสสะทอนกลบเขามายงตวรบของโมดล SRF05 หลงจากนนหนวยประมวลผลภายในโมดลSRF05จะวเคราะหและสรางสญญาณพลสบวกทมความกวางเปนสดสวนโดยตรงกบระยะทางทตรวจจบไดสงออกมาทางขาEchoOut

สญญาณพลสกระตน

กวาง 10 ไมโครวนาท

สญญาณกระตน

ทขา TRIGGER

สญญาณคลนความถเหนอเสยง

(อลตราโซนก) ทสงออกจาก

โมดล SRF05

สญญาณเอาตพตชอง ECHO

ทสงออกมาจากโมดล SRF05

หนวงเวลา 10 มลลวนาทกอนสงพลสลกตอไป

ความกวางพลสสะทอน

 100 ไมโครวนาท

ถง 25 มลลวนาท

ถาพลสสะทอนทไดม

ความกวางกวา 30 มลลวนาท

แสดงวาตรวจจบไมพบวตถ

สญญาณอลตราโซนก

ถกสงออกมา 8 ไซเกล

สญญาณพลสกระตนกวาง10ไมโครวนาท

สญญาณกระตนทขาTRIGGER

สญญาณอลตราโซนกถกสงออกมา8ไซเกล

สญญาณคลนความถเหนอเสยง(อลตราโซนก)ทสงออกจากโมดลSRF05

หนวงเวลา10มลลวนาทกอนสงพลสลกตอไป

ถาพลสสะทอนทไดมความกวางกวา30มลลวนาทแสดงวาตรวจจบไมพบวตถ

ความกวางพลสสะทอน100ไมโครวนาทถง25มลลวนาท

สญญาณเอาตพตชองECHOทสงออกมาจากโมดลSRF05

สญญาณกระตน

ทขา TRIGGER

สญญาณคลนความถเหนอเสยง

(อลตราโซนก) ทสงออกจาก

โมดล SRF05

สญญาณอลตราโซนก

ถกสงออกมา 8 ไซเกล

สญญาณพลสกระตน

กวางอยางนอย

10 ไมโครวนาท

พลสสะทอน (echo) ทสงออกจากโมดล SRF05

มความกวาง 100 ไมโครวนาทถง 25 มลลวนาท

หากกวางกวา 30 มลลวนาทถอวา

ตรวจจบไมพบวตถ

สญญาณพลสกระตนกวางอยางนอย10ไมโครวนาท

สญญาณกระตนทขาTRIGGER

สญญาณอลตราโซนกถกสงออกมา8ไซเกล

พลสสะทอน(echo)ทสงออกจากโมดลSRF05มความกวาง100ไมโครวนาทถง25มลลวนาท

หากกวางกวา30มลลวนาทถอวาตรวจจบไมพบวตถ

สญญาณคลนความถเหนอเสยง(อลตราโซนก)ทสงออกจากโมดลSRF05

SENSOR : Ultrasonic

The Prototype Electronics 77

GND

+5V

TRIGGER PULSEECHO

พลสบวกกวาง 10 ไมโครวนาท

Pin

+Vcc

วตถ

เปาหมาย

โมดล SRF05

คลนควา

มถสะทอ

น

จากวตถ

กลบมาย

ง

โมดล S

RF05

คลนความถ 40kHzสงออกจากโมดล SRF05

ไมโครค

อนโทรล

เลอร

Pout

รปท 8 วงจรของการตอใชงานโมดล SRF05 กบไมโครคอนโทรลเลอรในแบบ 2 สญญาณ

รปท 9 วงจรของการตอใชงานโมดล SRF05 กบไมโครคอนโทรลเลอรในแบบ 1 สญญาณ

รปท 10 แสดงขอจำกดในการใชงานของโมดล SRF05

(ก)วตถเปาหมายอยหางจากโมดลSRF05ตำกวาระยะทำการ(นอยกวา1ซม.)

(ข)วตถเปาหมายอยหางจากโมดลSRF05ในแนวเอยงททำมมนอยกวา45องศา

(ค)วตถเปาหมายมขนาดเลกเกนไปจนไมสามารถสะทอนคลนความถอลตราโซนกได

พลสบวกกวาง10ไมโครวนาท

ระยะนอยกวา1 ซม.

(ก) วตถเปาหมายอยหางจากโมดล SRF05

ตำกวาระยะทำการ (นอยกวา 1 ซม.)

วตถ

เปาหมาย

ระยะนอยกวา1ซม.

วตถเปาหมาย

วตถ

เปาหมาย

(ข) วตถเปาหมายอยหางจากโมดล SRF05

ในแนวเอยงททำมมนอยกวา 45 องศา

θθ < 45ο วตถ

เปาหมาย

(ค) วตถเปาหมายมขนาดเลกเกนไป

จนไมสามารถสะทอนคลนความถอลตราโซนกได

วตถเปาหมายวตถเปาหมาย

GND

+5V

TRIGGER PULSE

พลสบวกกวาง 10 ไมโครวนาท

Pin/out

+Vcc

วตถ

เปาหมาย

โมดล SRF05

คลนควา

มถสะทอ

น

จากวตถ

กลบมาย

ง

โมดล S

RF05

คลนความถ 40kHzสงออกจากโมดล SRF05

ไมโครค

อนโทรล

เลอร

พลสบวกกวาง10ไมโครวนาท

คลนความถ40kHzสงออกจากโมดลSRF05

คลนความ

ถสะทอนจาก

วตถกลบมายงโ

มดลSRF

05

ไมโค

รคอน

โทรล

เลอร

วตถ

เปาหมาย

วตถ

เปาหมาย

ไมโค

รคอน

โทรล

เลอร

คลนความถ40kHzสงออกจากโมดลSRF05

คลนความ

ถสะทอนจาก

วตถกลบมายงโ

มดลSRF

05

78 The Prototype Electronics

SpecialThanks:GeraldColeDevantechLtd(RobotElectronics)www.robot-electronics.co.uk

(4)สำหรบการนบความกวางพลสทขาECHOควรใชไทเมอร 16 บต เปนตวนบเวลาความกวางของสญญาณพลส โดยจะเรมตนนบ เมอพบวา มการเปลยนแปลงลอจกแบบขาขน จาก “0” ไปเปน “1” และหยดการนบเมอพบการเปลยนแปลงลอจกแบบขาลงจาก“1”ไปเปน“0” (5) ในการคำนวณหาคาระยะทาง ใหนำคาความกวางพลสทวดไดในหนวยไมโครวนาทหารดวย58จะไดระยะทางในหนวยเซนตเมตรถาตองการระยะทางในหนวยนวใหนำคาทไดหารดวย148

5 ในรปท9แสดงตวอยางวงจรของการตอใชงานโมดลSRF05กบไมโครคอนโทรลเลอรในแบบ1สญญาณ

(1) เมอเรมตนการทำงาน ตองกำหนดใหขาพอรตทตอกบขาTriggerPulseหรอPULSEของโมดลSRF05เปนเอาตพต แลวสรางสญญาณพลสบวกกวาง 10 ไมโครวนาทสงไปกระตนใหโมดลSRF05เรมตนกระบวนการวดระยะทาง (2)จากนนSRF05จะสงสญญาณความถอลตราโซนกจำนวน8ไซเกลออกสอากาศ (3)เปลยนการทำงานของขาพอรตจากเอาตพตเปนอนพตเพอรอรบสญญาณพลสผลลพธจากโมดลSRF05 (4)เมอขบวนพลสอลตราโซนกเดนทางจนกระทงกระทบวตถทขวางอยเบองหนาทำใหพลสสะทอนกลบเขามายงตวรบของโมดลSRF05หลงจากนนหนวยประมวลผลภายในโมดล SRF05 จะวเคราะหและสรางสญญาณพลสบวกทมความกวางเปนสดสวนโดยตรงกบระยะทางทตรวจจบไดสงออกมาทางขาECHO (5)ไมโครคอนโทรลเลอรทำการนบความกวางพลสทไดมาจากขา Echo โดยใชไทเมอร 16 บต เปนตวนบเวลาความกวางของสญญาณพลส โดยจะเรมตนนบ เมอพบวา มการเปลยนแปลงลอจกแบบขาขน จาก “0” ไปเปน “1” และหยดการนบเมอพบการเปลยนแปลงลอจกแบบขาลง จาก “1”ไปเปน“0” (6)ในการคำนวณหาคาระยะทางใหนำคาความกวางพลสทวดไดในหนวยไมโครวนาทหารดวย58จะไดระยะทางในหนวยเซนตเมตรถาตองการระยะทางในหนวยนวใหนำคาทไดหารดวย148

5 เน องจากโมดลSRF05ใชการตรวจจบคล นท สะทอนกลบจากวตถเปาหมายในการวดระยะทางทำใหมขอจำกดในการทำงานดงแสดงในรปท 10 นนคอ SRF05 ไมสามารถทำงานไดดภายใตเงอนไขดงน (1)วตถเปาหมายอยใกลกวาระยะทำการซงตามคณสมบตทางเทคนคผผลตกำหนดมาคอ 1 เซนตเมตรโดยประมาณ

(2)โมดลSRF05อยหางจากวตถเปาหมายในมมทตำกวา 45 องศา ทำใหไมสามารถรบคลนทสะทอนกลบจากวตถได (3)วตถเปาหมายมขนาดเลกเกนไปคาระยะทางทไดจากโมดล SRF05 มโอกาสทจะผดพลาดคลาดเคลอนไดเมอเทยบกบระยะทางจรงทงนเนองจากคลนทสะทอนกลบมาอาจไมไดมาจากวตถเปาหมายเพยงอยางเดยวเพราะเมอคลนเดนทางไปในอากาศอาจจะกระทบกบวตถอนใดทอยใกลเคลยงกบวตถเปาหมาย แลวสะทอนกลบมายงโมดล SRF05 ซงอาจเกดไดทงในกรณทคลนสะทอนกลบมาเรวและชากวาคลนสะทอนทมาจากวตถเปาหมาย ดงนนการทจะสามารถใช SRF05 ใหสามารถวตระยะทางไดด ควรควบคมสภาพแวดลอมใหมวตถอนใดทไมใชวตถเปาหมายนอยทสดหรอไมมเลย นบจากน คณๆ คงรจกเซนเซอรยอดนยมตวนเพมมากขน และหวงวา คณผอานทมศกยภาพจะสามารถนำขอมลในขอเขยนชนนไปใชประกอบในการใชงานเซนเซอรตวนไดอยางถกตองและลดความเสยหายทอาจเกดขนจากการใชงานโดยไมตงใจได รวมถงการหาทางตอยอดหรอทดลองพฒนาเซนเซอรวดระยะทางขนใชเองไดตอไป

SENSOR : Ultrasonic