חיישן מדידת המרחק שלנו מאפשר לבקר הארדואינו למדוד את המרחק שבין החיישן ובין האובייקט שעומד מולו.
כיצד עובד חיישן מדידת הקול?
החיישן אולטרסוני מתבסס על עקרונות של גלי קול כדי למדוד מרחקים. הוא שולח פולס קצר של גלי קול בתדירות גבוהה, ומודד את הזמן
שלוקח לגלים המוחזרים לחזור אל החיישן. בהתבסס על מהירות הקול, ניתן לחשב את המרחק על ידי לקיחת מחצית מהזמן שעבר כפול
מהירות הקול. ככל שהעצם הנמדד רחוק יותר, כך הזמן שלוקח לגל לחזור ארוך יותר.
בעצם חיישן מדידת המרחק מתבסס על שני רכיבים שכבר הכרנו בשיעורים הקודמים -רמקול ומיקרופון. בעזרת הרמקול המיוחד שלו הוא
יוצר צליל בתדר גבוהה, ובעזרת המקרופון הוא מסוגל להאזין לגלי הקול שחוזרים.
מהם גלי קול וכיצד הם מוחזרים ממשטחים?
גלי קול הם גלי לחץ אקוסטיים המתפשטים באמצעות תנודות במדיום (בדרך כלל אוויר). כאשר גל קול פוגע במשטח, חלק מהאנרגיה שלו
מוחזרת חזרה בכיוון ההפוך. זה קורה מכיוון שמשטחים מוצקים משנים את צפיפות האוויר, דבר הגורם להחזרת הגל. מהירות הקול תלויה
בסוג המדיום ובטמפרטורה שלו. באוויר יבש בטמפרטורת החדר, מהירות הקול היא בערך 340 מטר לשנייה. מהירות הקול גבוהה יותר
במדיומים צפופים וקשיחים יותר כמו מים ומתכות מאשר באוויר.
אילו בעלי חיים משתמשים בעקרון זה כדי לנווט?
ישנם מספר בעלי חיים המסתמכים על סונר טבעי כדי לנווט ולזהות טרף. עטלפים הם הדוגמה הידועה ביותר. עטלפים משתמשים באיכון
באמצעות קול (סונאר) כדי לאתר עצמים בחשיכה או לזהות טרף פוטנציאלי. הם משמיעים צלילי קול בתדר גבוה שבני אדם לא יכולים לשמוע,
ומאזינים להד הידוע גם כ"מכ"ה סונארי". על פי זמן ההד והשינוי בתדר, הם מזהים מבנים,עצמים ובעלי חיים. גם לווייתנים ודולפינים מסתמכים
על סונאר טבעי בשביל למצוא את דרכם, לתקשר ולאתר טרף במים. הם משתמשים בצלילי קליק אופייניים בתדר גבוה.
סרטון שמסביר כיצד עובד חיישן מדידת המרחק
היכן ניתן לפגוש חיישן מדידת מרחק בחיי היום יום?
חיישני מרחק אולטרסוניים נפוצים מאוד במכשירים ויישומים שונים בחיי היומיום שלנו. לדוגמה, מכוניות מודרניות רבות משתמשות בחיישנים
אולטרסוניים לצורך חנייה אוטומטית, כדי להתריע מפני מכשולים סביב הרכב ולעזור בתמרון נכון. רובוטים בבית משתמשים בחיישנים אלה
כדי לנווט בבטחה מבלי להתנגש בחפצים. גם מצלמות חכמות וטלפונים חדשים משתמשים בחיישני מרחק אלו עבור יכולות מיקוד אוטומטיות
מתקדמות.
כיצד מחברים חיישן מדידת מרחק לארדואינו?
ראשית נאתר את חיישן מדידת במרחק בקופסאת החיישנים.
לאחר מכן נחבר את חיישן מדידת המרחק ללוח הארדואינו באופן הבא:
כעת נחבר את לוח הארדואינו למחשב ונעלה את הקוד הבא לארדואינו:
כעת נפתח את המוניטור התקשורת ונראה הודעות שמראות את המרחק בין חיישן המרחק והאובייקט שנצב מולו. נכיוון את החיישן לתקרה נראה
שהוא מציג מספר גדול באיזור 150CM, כלומר בערך 1.5 מטר. כעט נמקם את היד שלנו מול החיישן - נרחיק ונקרב אותה ונראה את המספר משתנה.
אתגר
1.שנה את הקוד שהמספר שמודפס יוצג באינצים במקום סנטימטרים.
2. שנה את הקוד שהמספר יוצג במטרים.
פתרון
1.בשורה 17 נשנה את הצמד אותיות CM לאותיות IN. וגם בשורה 18 נשנה את cm ל- in.
2.פתרון בקוד הבא:
הארה בפייסבוק
