ماژول آلتراسونیک چیست؟
رپورتاژ آگهی سنسور آلتراسونیک ده‌ها سال پیش اختراع شد و در حال حاضر نیز به دلیل هزینه مقرون به‌صرفه، انعطاف‌پذیری و قابلیت‌های متعدد مورد استفاده قرار می‌گیرد. با گذشت زمان از ماژول آلتراسونیک در دستگاه‌های مختلفی استفاده شد که از برجسته‌ترین آنها می‌توان به ربات‌‌ها، هواپیماهای بدون سرنشین و خودروها اشاره کرد. ماژول آلتراسونیک با استفاده از امواج صوتی اولتراسونیک می‌تواند فاصله یک جسم را اندازه‌گیری کند. این سنسور برای دریافت پالس‌های التراسونیک از یک مبدل استفاده می‌کند. این سنسورها صدایی در فرکانس 23 کیلوهرتز و 40 کیلوهرتز را منتشر می‌کنند که از محدوده شنیداری انسان بسیار بیشتر است.
این ماژول با استفاده از این صدا به اندازه‌گیری مدت زمانی می‌پردازد که از یک شی صدا خارج می‌شود. نحوه کار این ماژول‌ها بر اساس اصول اولیه اکو شدن صدا خواهد بود. اساس کار این ماژول مشابه ردیاب صوتی و رادار است که به تشخیص ویژگی‌های هدف از طریق تحلیل بازتاب امواج رادیویی یا صوتی می‌پردازد. اهمیت ماژول آلتراسونیک باعث شده است که تصمیم بگیریم در این مطلب به معرفی کامل آن بپردازیم و شما را با ویژگی‌های این ماژول آشنا کنیم. همچنین شما می‌توانید برای خرید ماژول آلتراسونیک از طریق فروشگاه جم ترونیک اقدام کنید.
آشنایی با ماژول آلتراسونیک
همان‌طور که اشاره شد، نحوه کار این سنسورها بر اساس اصول اولیه اکو شدن صدا بوده و همانند سیستمی است که خفاش‌ها از آن برخوردار هستند و از آن برای یافتن طعمه خود استفاده می‌کنند. از سوی دیگر سرعت صوت در هوا 343 متر بر ثانیه است و امکان تبدیل کردن آن به مسافت به راحتی وجود دارد. ماژول آلتراسونیک نیز با تکیه بر همین فرآیند مدت زمانی را که خروج صدا از یک شی طول می‌کشد، اندازه‌گیری می‌کند.
هنگامی که صدا از سنسور ارسال می‌شود، با جسم روبه‌رو برخورد کرده و باز هم به سنسور باز خواهد گشت.
نحوه کار ماژول آلتراسونیک به چه صورتی است؟
سنسورهای فراصوت با ارسال موج صوتی با فرکانس بالاتر از محدوده شنوایی انسان کار خواهند کرد.این سنسورها همانند سایر سنسورها برای ارسال پالس و دریافت اکو از یک مبدل واحد استفاده می‌کنند. سنسور می‌تواند با اندازه‌گیری فاصله زمانی بین ارسال و دریافت پالس آلتراسونیک به تعیین فاصله تا یک هدف بپردازد. البته اصل کار این ماژول ساده بوده و این سنسور در 40 کیلوهرتز، یک پالس آلتراسونیک را ارسال می‌کند.
محاسبه فاصله با محاسبه زمان سفر و سرعت صوت امکان‌پذیر است. ماژول آلتراسونیک یک گزینه عالی برای تشخیص اجسام واضح به شمار می‌رود.
حسگر آلتراسونیک در چه جاهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
- این حسگر می‌تواند دقیق‌ترین زمان ممکن را در ورزش دو و میدانی ثبت کند.
- این سنسور می‌تواند میزان مقدار سوخت در باک هواپیما را مشخص کند.
- حسگر آلتراسونیک در سیستم دزدگیر ماشین مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- از این سنسور در کنترل ماشین‌های صنعتی نیز استفاده می‌شود.
- سنسور مذکور در علم هواشناسی کاربردهای بسیاری دارد.
- تعیین فشار خون در حوزه پزشکی با استفاده از این سنسور امکان‌پذیر است.
- یکی از کاربردهای مهم این سنسور سنجش میزان فاصله و عمق است.
- ایجاد ضربه در دریل‌ها از کاربرد این سنسور محسوب می‌شود.
- یکدست کردن مواد مذاب جزو کاربردهای این سنسور است.
- تست کیفی قطعات صنعتی از کاربردهای دیگر این سنسور است.
همچنین حسگر آلتراسونیک در موارد دیگری نیز به کار گرفته می‌شود که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم.
کاربرد آلتراسونیک در صنایع تولیدی
امواج فراصوت به همگن‌سازی محلول‌ها کمک کرده و همانند ویبره‌ای قدرتمند عمل می‌کنند. به عنوان مثال در صنایع غذایی از آلتراسونیک برای همگن کردن خمیرها یا مایعات استفاده می‌شود. همچنین از کاربردهای مهم دیگر آلتراسونیک در صنعت، می‌توان به عیب‌یابی اشاره کرد. قطعات یا محصولات مختلف پس از تولید با این ماژول مورد بررسی قرار می‌گیرند تا هر عیب و ایرادی توسط آلتراسونیک شناسایی شود؛ به عبارت دیگر آلتراسونیک می‌تواند به راحتی نقص‌های موجود در داخل یک قطعه را مشخص کند.
تمیزکاری و نظافت با آلتراسونیک
تمیزکاری یکی از استفاده‌های جالب و حتی شاید کمی جادویی از آلتراسونیک باشد. با استفاده از این امواج می‌توانید در عرض چند ثانیه تمامی سطوح را همانند روز اولش تمیز کنید. در صورتی که امواج آلتراسونیک را داخل یک مایع وارد کنید، در مایع حباب‌های بسیاری ریزی را ایجاد می‌کنند که پس از برخورد با سطوح، تمیزی مطلوبی را به شما ارائه می‌دهند.
سونار و حسگرها
شناسایی و تشخیص اشیا توسط فراصوت در هر محیطی متفاوت است. سیستم سونار کشتی‌ها و همین‌طور زیر دریایی‌ها از اولین کاربردهای فراصوت به شمار می‌رود. این سیستم امواج فراصوت را به تمام محیط فرستاده و پس از بررسی بازتاب آن می‌تواند موانع یا اجسام را تشخیص دهد.
بررسی نقاط قوت ماژول های آلتراسونیک
- دامنه اندازه‌گیری آنها منعطف است.
- اندازه‌گیری تقریباً دقیقی را ارائه می‌دهند.
- آنها در یک ثانیه قادر به انجام اندازه‌گیری‌های بسیاری هستند.
- در محیط‌های پرسروصدا مقاوم هستند.
مشخصات ماژول آلتراسونیک
با اطلاع از مشخصات ماژول آلتراسونیک می‌توانید به درک درستی از تقریب‌های قابل‌اعتماد فاصله دست پیدا کنید. به همین دلیل در ادامه به بررسی مشخصات ماژول آلتراسونیک می‌پردازیم.
- محدوده سنجش آن بین 300 تا 400 سانتی‌متر است.
- زمان پاسخگویی این ماژول بین 50 میلی‌ثانیه تا 200 میلی‌ثانیه است.
- این ماژول بین ولتاژ 20 ولت تا 30 ولت DC کار می‌کند.
- زاویه پرتو در حدود 50 درجه است.
- دقت این ماژول 5± درصد است.
- وضوح آن یک میلی‌متر است.
- فرکانس امواج اولتراسوند 120 کیلوهرتز است.
- ولتاژ خروجی این ماژول در محدوده 0 تا 10 ولت DC است.
- وزن این ماژول نزدیک به 150 گرم است.
- دمای محیط در محدوده 250- تا 700 سانتی‌گراد است.
راه اندازی اولیه ماژول آلتراسونیک
راحت‌ترین روش کار با این ماژول، ثابت در نظر گرفتن سرعت صوت است. در این حالت سرعت صوت را 334 متر بر ثانیه در نظر می‌گیرند. این ماژول دارای 4 پایه بوده که در کنار هر پایه نام آن نوشته شده است. ورودی ماژول پایه Trig بوده و خروجی آن یعنی Echo باید به دو پایه دیجیتال متصل شود. همچنین فرمان ارسال موج آلتراسونیک به پایه Trig وارد می‌شود. Echo نیز به عنوان پایه خروجی ماژول به موج دریافتی از محیط حساسیت نشان می‌دهد.
شما می‌توانید در آردوینو پایه Trig را به عنوان خروجی و همین‌طور Echo را به عنوان ورودی تعریف کنید. البته در این بخش لازم است که دستور pulseIn را وارد کنید. از این طریق امکان اندازه‌گیری طول زمانی پالسی که به آردوینو وارد می‌شود، قابل محاسبه خواهد بود. این مدت زمان نیز برحسب میکروثانیه محاسبه می‌شود. از سوی دیگر برای ارسال یک موج آلتراسونیک جهت اندازه‌گیری فاصله لازم است که پایه Trig را فعال کنید؛ چرا که برای دستور، پالس مورد نظر بایستی حداقل دارای μs10 عرض باشد. از این طریق 8 پالس آلتراسونیک آن هم با فرکانس kHz40 به محیط ارسال می‌شود. این طول زمانی بسیار کوتاه بوده و به همین دلیل در دقت اندازه‌گیری تأثیر زیادی ندارد. البته برای اطمینان از صحت ارسال موج می‌توانید پایه Trig را برای یک مدت کوتاه Low کنید.
خرید ماژول آلتراسونیک از فروشگاه جم ترونیک
فروشگاه اینترنتی جم ترونیک به عنوان فرزند تجاری فروشگاه جام جم ترونیک فعالیت کرده و بیشتر از بیست سال است که در زمینه فروش آنلاین قطعات الکترونیک، ماژول‌های الکترونیک، لوازم مصرفی الکترونیک، ابزارهای الکترونیک، لوازم جانبی الکترونیک و سایر نیازمندی‌های فعالان الکترونیک فعالیت می‌کند. افزون بر تمامی این‌ها، جم ترونیک با حذف تمامی واسطه‌ها و عرضه مستقیم، امکان خریدی مقرون به‌صرفه را برای شما فراهم کرده است. شما می‌توانید جهت اطلاع از قیمت و خرید ماژول به این سایت مراجعه کنید.
