Ultrasonic Sensor Range method ၏ အသေးစိတ် ရှင်းလင်းချက်

Ultrasonic Sensor Ranging Method- အလုပ်လုပ်ပုံ အခြေခံ၊ ဖော်မြူလာနှင့် အသုံးချမှုများ

နေ့စဉ်ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ဘဝ၊ ultrasonic range အာရုံခံကိရိယာများကို ကားပြောင်းပြန်ရေဒါ၊ စက်ရုပ်အတားအဆီးရှောင်ရှားခြင်း၊ ဆောက်လုပ်ရေးတိုင်းတာခြင်း၊ အရည်အဆင့်သိရှိခြင်း၊ ရေတွင်းအတိမ်အနက်တိုင်းတာခြင်း၊ ပိုက်လိုင်းအရှည်တိုင်းတာခြင်းနှင့် အခြားအဆက်အသွယ်မရှိသော အကွာအဝေးတိုင်းတာခြင်းအပလီကေးရှင်းများအတွက် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုပါသည်။

core ultrasonic sensor အပိုင်းအခြားနည်းလမ်းသည် ပျံသန်းချိန်တိုင်းတာခြင်းဖြစ်ပါသည်။ အာရုံခံကိရိယာသည် ultrasonic pulse ကိုထုတ်လွှတ်သည်၊ ပစ်မှတ်မှထင်ဟပ်သောပဲ့တင်သံကိုလက်ခံသည်၊ အသွားအပြန်အချိန်ကိုတိုင်းတာပြီးအသံ၏အမြန်နှုန်းမှအကွာအဝေးကိုတွက်ချက်သည်။

အသုံးများသော ultrasonic အပိုင်းအခြားစနစ်များသည် များသောအားဖြင့် single-chip microcomputer၊ embedded controller သို့မဟုတ် CPLD ကို အခြေခံထားသည်။ မည်သည့်ထိန်းချုပ်ပလပ်ဖောင်းကိုအသုံးပြုသည်ဖြစ်စေ အခြေခံဒီဇိုင်းသည် ultrasonic ပဲ့တင်သံအပိုင်းအခြား၊ အသံအလျင်၊ အပူချိန်လျော်ကြေးပေးမှု၊ မျက်စိကန်းသည့်ဇုန်နှင့် ပစ်မှတ်ရောင်ပြန်ဟပ်မှုအခြေအနေများကို ဦးစွာနားလည်ရပါမည်။

Ultrasonic Sensor Ranging ၏ လုပ်ဆောင်မှု စည်းမျဉ်း

ultrasonic အာရုံခံကိရိယာသည် လျှပ်စစ်အချက်ပြမှုများကို ultrasonic လှိုင်းများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးပြီး ရရှိလာသော ultrasonic ပဲ့တင်သံများကို လျှပ်စစ်အချက်ပြမှုများအဖြစ်သို့ ပြန်ပြောင်းပေးသည်။ Ultrasonic လှိုင်းများသည် 20kHz အထက် ကြိမ်နှုန်းရှိသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာလှိုင်းများဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့တွင် ခိုင်မာသော ဦးတည်ချက်၊ နှေးကွေးသော စွမ်းအင် ဆုံးရှုံးမှုနှင့် လေ၊ အရည် သို့မဟုတ် အစိုင်အခဲ မီဒီယာများတွင် ပြန့်ပွားမှု အကွာအဝေး ရှိသည်။

ultrasonic လှိုင်းတစ်ခုသည် အတားအဆီးတစ်ခု၊ ကြားခံ၊ အရည်မျက်နှာပြင် သို့မဟုတ် အစိုင်အခဲပစ်မှတ်တစ်ခုသို့ ရောက်ရှိသောအခါ၊ လှိုင်း၏တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသည် သံယောင်လိုက်အဖြစ် ပြန်လည်ထင်ဟပ်သွားပါသည်။ လက်ခံသည့်ဒြပ်စင်သည် ဤပဲ့တင်သံကို ထောက်လှမ်းပြီး ထိန်းချုပ်ပတ်လမ်းသည် တိုင်းတာထားသော ခရီးသွားချိန်မှ အကွာအဝေးကို တွက်ချက်သည်။

Ultrasonic အကွာအဝေးတိုင်းတာခြင်းသည် အဆက်အသွယ်မရှိသော၊ ကုန်ကျစရိတ်နည်းပြီး ပစ္စည်းများစွာနှင့် လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေနိုင်သောကြောင့်၊ ၎င်းသည် အချိန်နှင့်တပြေးညီ တုံ့ပြန်မှု၊ တိကျမှု၊ စိတ်ချရမှု၊ နှင့် ဈေးနှုန်းအကြား အသုံးဝင်သောချိန်ခွင်လျှာကို ပေးဆောင်သည်။

Ultrasonic အကွာအဝေးတိုင်းတာမှုဖော်မြူလာ

အသုံးအများဆုံး ultrasonic အပိုင်းအခြားနည်းလမ်းမှာ အသွားအပြန်အချိန် ထောက်လှမ်းခြင်းနည်းလမ်းဖြစ်ပြီး၊ ပျံသန်းချိန် သို့မဟုတ် ToF တိုင်းတာခြင်းဟုလည်း ခေါ်သည်။ အာရုံခံကိရိယာသည် ultrasonic pulse ကို ဦးတည်ချက်တစ်ခုသို့ ပေးပို့ပြီး အချိန်ကိုက်စတင်သည်။ ပဲ့တင်သံပြန်တက်လာသောအခါ၊ စနစ်သည် အချိန်ကိုက်ရပ်တန့်ပြီး တစ်လမ်းမောင်းအကွာအဝေးကို တွက်ချက်သည်။

t s အာရုံခံကိရိယာနှင့် တိုင်းတာသော ပစ်မှတ်ကြားအကွာအဝေးဖြစ်ပါက၊ သည် တိုင်းတာထားသော အသွားအပြန်အချိန်ဖြစ်ပြီး v သည် အသံ၏ပြန့်ပွားနှုန်းဖြစ်ပြီး၊ အကွာအဝေးပုံသေနည်းမှာ-

s = v × t / 2

အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ultrasonic pulse သည် sensor မှ ပစ်မှတ်ဆီသို့ ရွေ့လျားပြီး ပစ်မှတ်မှ sensor သို့ ပြန်သွားသောကြောင့် 2 ဖြင့် ပိုင်းခြားရန် လိုအပ်ပါသည်။ တိုင်းတာသည့်အချိန်သည် စုစုပေါင်းအသွားအပြန်အချိန်မဟုတ်ဘဲ တစ်လမ်းမောင်းခရီးသွားချိန်ဖြစ်သည်။

Ultrasonic Ranging အတွက် အပူချိန် လျော်ကြေးပေးခြင်း

တိကျသော ultrasonic အကွာအဝေး တိုင်းတာခြင်းအတွက်၊ လေထဲတွင် အသံ၏အမြန်နှုန်းသည် အပူချိန်နှင့် ပြောင်းလဲသွားသောကြောင့် အပူချိန်လျော်ကြေးပေးခြင်းသည် အရေးကြီးပါသည်။ လေအေးက အသံထွက်နှုန်းကို တိုးစေပြီး၊ လေအေးက ၎င်းကို လျော့နည်းစေသည်။

အသုံးများသော အပူချိန်လျော်ကြေးပေးခြင်း ဖော်မြူလာမှာ-

v = 331.4 + 0.607T

ဤဖော်မြူလာတွင် T သည် °C တွင် ပတ်ဝန်းကျင်အပူချိန်ဖြစ်ပြီး v သည် m/s တွင် အသံ၏အမြန်နှုန်းဖြစ်သည်။ အပူချိန်လျော်ကြေးငွေထည့်ခြင်းသည် အထူးသဖြင့် ပြင်ပ၊ စက်မှုလုပ်ငန်း သို့မဟုတ် ပြောင်းလဲနိုင်သော အပူချိန်ပတ်ဝန်းကျင်များတွင် တိုင်းတာမှုအမှားကို လျှော့ချနိုင်သည်။

အသုံးများသော Ultrasonic Ranging Methods

Method	မည်ကဲ့သို့ အလုပ်လုပ်သည်ဖြစ်စေ	အကောင်းဆုံးအသုံးပြုနည်း
ပျံသန်းချိန်နည်းလမ်း	ultrasonic ထုတ်လွှင့်မှုနှင့် ပဲ့တင်သံလက်ခံမှုကြား အချိန်ကို တိုင်းတာသည်။	အကွာအဝေးတိုင်းတာခြင်း၊ အတားအဆီးရှာဖွေခြင်း၊ အရည်အဆင့်တိုင်းတာခြင်း။
Phase detection နည်းလမ်း	ထုတ်လွှတ်မှုနှင့် လက်ခံရရှိသောလှိုင်းများကြား အဆင့်ကွာခြားချက်မှ အကွာအဝေးကို တွက်ချက်သည်။	တိုတောင်းသော အကွာအဝေးနှင့် မြင့်မားသော ကြည်လင်ပြတ်သားမှု တိုင်းတာခြင်းစနစ်များ။
Echo amplitude နည်းလမ်း	ရောင်ပြန်ဟပ်နေသော ultrasonic အချက်ပြမှု၏ ခွန်အားကို ပိုင်းခြားစိတ်ဖြာသည်။	ပစ်မှတ် ထောက်လှမ်းခြင်း၊ ပစ္စည်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှု ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း၊ အချက်ပြ အရည်အသွေး စီရင်ခြင်း

Ultrasonic Sensor Accuracy အဓိကအချက်များ

Factor	Effect သက်ရောက်	သည့်
အပူချိန်	အသံ၏အမြန်နှုန်းကို ပြောင်းလဲစေပြီး အကွာအဝေးအမှားအယွင်းဖြစ်စေသည်။	ထိန်းချုပ်မှု အယ်လဂိုရီသမ်တွင် အပူချိန်လျော်ကြေးငွေကို အသုံးပြုပါ။
ကန်းဇုန်	Transducer မြည်ခြင်းကြောင့် အလွန်နီးကပ်သော ပစ်မှတ်များကို မှန်ကန်စွာ မတွေ့နိုင်ပါ။	တိုတောင်းသောအကွာအဝေးတိုင်းတာခြင်းအတွက် မျက်မမြင်ဧရိယာသေးငယ်သော ultrasonic အာရုံခံကိရိယာကို ရွေးချယ်ပါ။
ပစ်မှတ်ထောင့်	ထောင့်ချိုးမျက်နှာပြင်များသည် လက်ခံသူထံမှ ပဲ့တင်သံကို ထင်ဟပ်စေနိုင်သည်။	အာရုံခံကိရိယာကို ပစ်မှတ်မျက်နှာပြင်နှင့် တတ်နိုင်သမျှ ထောင့်မှန်အတိုင်းထားပါ။
ပစ်မှတ်ပစ္စည်း	ပျော့ပျောင်းသော၊ စိမ့်ဝင်သော သို့မဟုတ် အသံစုပ်သည့်ပစ္စည်းများသည် သံယောင်စွမ်းအားကို လျော့နည်းစေသည်။	ထုတ်ကုန်စစ်ဆေးနေစဉ်အတွင်း အမှန်တကယ်ပစ်မှတ်ပစ္စည်းကို စမ်းသပ်ပါ။
ပတ်ဝန်းကျင် ဆူညံသံ	အခြားသော ultrasonic အရင်းအမြစ်များ သို့မဟုတ် တုန်ခါမှုသည် မှားယွင်းသောဖတ်ရှုမှုများကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။	စစ်ထုတ်ခြင်း၊ အကာအကွယ်ပေးခြင်းနှင့် သင့်လျော်သော နမူနာယူဂျစ်ကို အသုံးပြုပါ။
ရေ၊ ဖုန်မှုန့်နှင့် ချေးများ	ကြမ်းတမ်းသောပတ်ဝန်းကျင်များသည် အာရုံခံကိရိယာသက်တမ်းနှင့် အချက်ပြအရည်အသွေးကို လျှော့ချနိုင်သည်။	လိုအပ်သည့်အခါ ရေစိုခံပြီး ချေးခံနိုင်သော ultrasonic အာရုံခံကိရိယာများကို အသုံးပြုပါ။

Single Transmitter၊ Single Receiver နှင့် Multi-Head ဒီဇိုင်းများ

ယေဘူယျအားဖြင့် ultrasonic အပိုင်းအခြားဖွဲ့စည်းပုံသည် ထုတ်လွှင့်မှုခေါင်းတစ်ခုနှင့် လက်ခံရယူသည့်ခေါင်းတစ်ခုကို အသုံးပြုသည်။ transmitter သည် ultrasonic လှိုင်းများကို ထုတ်လွှတ်ပြီး လက်ခံသူသည် ရောင်ပြန်ဟပ်သော ပဲ့တင်သံကို သိရှိသည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် ရိုးရှင်းပြီး ယေဘူယျ အကွာအဝေး တိုင်းတာခြင်း အပလီကေးရှင်းများစွာအတွက် သင့်လျော်သည်။

အချို့သောစနစ်များသည် လက်ခံရရှိသည့်ဦးခေါင်းတစ်ခုဖြင့် ထုတ်လွှင့်မှုခေါင်းများစွာကို အသုံးပြုသည်၊ သို့မဟုတ် array တစ်ခုတွင် စီထားသော အာရုံခံ module အများအပြားကို အသုံးပြုသည်။ ဤဒီဇိုင်းသည် ထောက်လှမ်းမှု လွှမ်းခြုံမှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေကာ မျက်မမြင်အစက်အပြောက်များကို လျှော့ချနိုင်ပြီး စက်ရုပ်လမ်းညွှန်မှု သို့မဟုတ် အချက်ပေါင်းများစွာ အရည်အဆင့် ထောက်လှမ်းခြင်းကဲ့သို့သော ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော တိုင်းတာမှုအခြေအနေများကို ပံ့ပိုးပေးနိုင်သည်။

Ultrasonic Ranging Sensors များကို အသုံးပြုခြင်း

• ကားနောက်ပြန်လှည့်ရေဒါနှင့် ကားပါကင်အကူအညီစနစ်များ။

• စက်ရုပ်အတားအဆီးကိုရှောင်ရှားခြင်းနှင့်အလိုအလျောက်လမ်းညွှန်။

• သိုလှောင်ကန်များ၊ ကွန်တိန်နာများနှင့် စက်မှုပစ္စည်းများတွင် အရည်အဆင့်တိုင်းတာခြင်း။

• ရေတွင်းအတိမ်အနက်၊ ပိုက်လိုင်းအရှည်နှင့် ဆောက်လုပ်ရေးလုပ်ငန်းခွင် တိုင်းတာခြင်း။

• အလိုအလျောက်စက်ကိရိယာများနှင့် ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းများတွင် အရာဝတ္တုများကို ထောက်လှမ်းခြင်း။

• ပြင်ပ သို့မဟုတ် စိုစွတ်သောပတ်ဝန်းကျင်တွင် ရေစိုခံအကွာအဝေးကို အာရုံခံခြင်း။

Ultrasonic Sensor Ranging ၏ အားသာချက်များ

Ultrasonic range အာရုံခံကိရိယာများသည် အဆက်အသွယ်မရှိသော တိုင်းတာခြင်းကို ပံ့ပိုးပေးကာ၊ ရိုးရှင်းသောလုပ်ဆောင်မှုနိယာမတစ်ခုရှိကာ အရောင် သို့မဟုတ် ပွင့်လင်းမြင်သာမှုမခွဲခြားဘဲ အစိုင်အခဲနှင့် အရည်ပစ်မှတ်များစွာကို သိရှိနိုင်သောကြောင့် လူကြိုက်များပါသည်။ ၎င်းတို့သည် အချို့သော optical သို့မဟုတ် လေဆာတိုင်းတာခြင်းဖြေရှင်းချက်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ကုန်ကျစရိတ်သက်သာပါသည်။

သေးငယ်သောထောင့်နှင့် အသေးစား-မျက်စိကန်းဇုန် ultrasonic အာရုံခံကိရိယာဖြင့်၊ စနစ်သည် ကျစ်လစ်သောနေရာများတွင် ပိုမိုတိကျသောတိုင်းတာမှုကို ရရှိနိုင်သည်။ ရေစိုခံပြီး ချေးခံနိုင်ရည်ရှိသော ဒီဇိုင်းများသည် အရည်အဆင့်၊ ပြင်ပနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းသုံးအသုံးအဆောင်များတွင် ultrasonic အာရုံခံကိရိယာများကို အသုံးဝင်စေသည်။

အကျဉ်းချုပ်

ultrasonic အကွာအဝေး တိုင်းတာခြင်း၏ နိယာမမှာ ပစ်မှတ်ဆီသို့ ultrasonic လှိုင်းများ ပေးပို့ခြင်း၊ ရောင်ပြန်ဟပ်သော ပဲ့တင်သံကို လက်ခံခြင်း၊ အသွားအပြန် အချိန်ကို တိုင်းတာခြင်းနှင့် အသံ၏ အမြန်နှုန်းကို အသုံးပြု၍ အကွာအဝေးကို တွက်ချက်ခြင်း ဖြစ်သည်။ အခြေခံဖော်မြူလာမှာ s = v × t / 2 ဖြစ်သည်။.

ပိုမိုတိကျသော ultrasonic အပိုင်းအတွက်၊ ဒီဇိုင်နာများသည် အပူချိန်လျော်ကြေးငွေ၊ မျက်မမြင်ဇုန်၊ ပစ်မှတ်ထောင့်၊ ပစ္စည်းရောင်ပြန်ဟပ်မှု၊ ပတ်ဝန်းကျင်ဆူညံသံနှင့် အာရုံခံကိရိယာတပ်ဆင်မှုတို့ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ မှန်ကန်သော အာရုံခံကိရိယာရွေးချယ်ခြင်းနှင့် အချက်ပြလုပ်ဆောင်ခြင်းတို့သည် လက်တွေ့အပလီကေးရှင်းများတွင် တိုင်းတာမှုတည်ငြိမ်မှုကို တိုးတက်စေနိုင်သည်။

Ultrasonic Sensor Ranging နှင့် ပတ်သက်၍ မေးလေ့ရှိသော မေးခွန်းများ

Ultrasonic Sensor Range နည်းလမ်းက ဘာလဲ။

Ultrasound Sensor အပိုင်းအခြားနည်းလမ်းသည် ultrasonic pulse ပေးပို့ခြင်း၊ ရောင်ပြန်ဟပ်သော ပဲ့တင်သံကို လက်ခံခြင်းနှင့် အသံခရီးသွားချိန်မှ အကွာအဝေးကို တွက်ချက်ခြင်းဖြင့် အကွာအဝေးကို တိုင်းတာသည်။ ၎င်းကို ultrasonic time-of-flight သို့မဟုတ် echo range ဟုခေါ်သည်။

ultrasonic အကွာအဝေးတိုင်းတာခြင်းအတွက် ဖော်မြူလာကဘာလဲ။

အခြေခံ ultrasonic အကွာအဝေး ဖော်မြူလာမှာ s = v × t / 2 ဖြစ်သည် ။ ဤဖော်မြူလာတွင်၊ s အကွာအဝေး၊ v သည် အသံအမြန်နှုန်းဖြစ်ပြီး၊ t သည် ultrasonic pulse ၏ အသွားအပြန်အချိန်ကို တိုင်းတာသည်။

Ultrasonic Range သည် အချိန်ကို 2 ဖြင့် အဘယ်ကြောင့် ပိုင်းခြားသနည်း။

အာရုံခံကိရိယာသည် အရာဝတ္တုသို့သွားရန်နှင့် ပြန်ရန် ultrasonic လှိုင်း စုစုပေါင်းအချိန်ကို တိုင်းတာသည်။ ၎င်းသည် အသွားအပြန် ခရီးဖြစ်သောကြောင့်၊ အာရုံခံကိရိယာနှင့် ပစ်မှတ်ကြား တစ်လမ်းမောင်းအကွာအဝေးကို ရရှိရန် ရလဒ်အား 2 ဖြင့် ပိုင်းခြားရပါမည်။

အပူချိန်သည် ultrasonic sensor ၏တိကျမှုကို မည်သို့အကျိုးသက်ရောက်သနည်း။

အပူချိန်သည် လေထဲတွင် အသံထွက်နှုန်းကို ပြောင်းလဲစေသည်။ အပူချိန်ပြောင်းလဲသော်လည်း စနစ်သည် ပုံသေအသံအလျင်ကို ဆက်လက်အသုံးပြုနေပါက၊ တွက်ချက်ထားသော အကွာအဝေးသည် အမှားအယွင်းရှိမည်ဖြစ်သည်။ အပူချိန်လျော်ကြေးပေးခြင်းသည် ultrasonic range တိကျမှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေပါသည်။

ultrasonic range အာရုံခံကိရိယာ၏ မျက်စိကန်းဇုန်ဆိုသည်မှာ အဘယ်နည်း။

မျက်မမြင်ဇုန်သည် အာရုံခံကိရိယာမှ ယုံကြည်စိတ်ချစွာ မတိုင်းတာနိုင်သော အနိမ့်ဆုံးအကွာအဝေးဖြစ်သည်။ ဂီယာပြီးနောက် transducer မြည်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်တတ်သည်။ တိုတောင်းသော အကွာအဝေး ထောက်လှမ်းမှုအတွက်၊ သေးငယ်သော မျက်မမြင်ဧရိယာပါရှိသော ultrasonic အာရုံခံကိရိယာကို ရွေးချယ်ပါ။

Ultrasound Sensor များသိရှိရန် မည်သည့်အရာများ ခက်ခဲသနည်း။

ပျော့ပျောင်းသော၊ စိမ့်ဝင်၊ အသံစုပ်ယူနိုင်သော၊ အလွန်ပါးလွှာသော သို့မဟုတ် ပြတ်ပြတ်သားသား ထောင့်ချိုးထားသော မျက်နှာပြင်များသည် ပဲ့တင်သံကို လျှော့ချနိုင်သည်။ အမြှုပ်များ၊ အထည်များနှင့် ထောင့်ချိုးအရာဝတ္ထုများသည် အားနည်းသော သို့မဟုတ် မတည်မငြိမ်ဖြစ်သော ultrasonic အကွာအဝေးကို ဖတ်ရှုခြင်းကို ဖြစ်စေသည်။

ultrasonic range အာရုံခံကိရိယာများကို မည်သည့်နေရာတွင် အသုံးများသနည်း။

Ultrasonic range အာရုံခံကိရိယာများကို ကားပါကင်အာရုံခံကိရိယာများ၊ စက်ရုပ်အတားအဆီးရှောင်ရှားခြင်း၊ အရည်အဆင့်တိုင်းတာခြင်း၊ စက်မှုအလိုအလျောက်လုပ်ဆောင်ခြင်း၊ ဆောက်လုပ်ရေးတိုင်းတာခြင်း၊ ပိုက်လိုင်းသိရှိခြင်း နှင့် အဆက်အသွယ်မရှိသော အကွာအဝေးတိုင်းတာခြင်းစနစ်များတွင် အသုံးများသည်။