Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 1-

CHÚ Ý

Bạn đã download tài liệu này từ website www. bme.vn. Các bạn có quyền tự dosử dụng tài liệu này cho các mục đích học tập, nghiên cứu. Nếu bạn sử dụng nhữngtài liệu này cho mục đích thương mại phải xin ý kiến của các tác giả. Nếu bạnkhông thể liên lạc trực tiếp với tác giả hãy liên hệ với chúng tôi theo địa chỉbmevn@bme.vn, chúng tôi sẽ giúp bạn.

www.bme.v n

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 2-

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINHTRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOAKHOA KHOA HOÏC ÖÙNG DUÏNG

BOÄ MOÂN VAÄT LYÙ KYÕ THUAÄT Y SINH---------------o0o---------------

LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP

SIEÂU AÂM DOØ ÑÖÔØNG CHO NGÖÔØI KHIEÁM THÒ

SVTH: Döông Hoaøng YeánEmail : neymit21@yahoo.comGVHD: TS. Ñinh Sôn Thaïch

Tp.HCM, Thaùng 01/2007

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 3-

Chöông 1

NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN

Thieát bò sieâu aâm doø ñöôøng cho ngöôøi khieám thò thì khoâng quaù môùi, noù ñaõ ñöôïc nghieân

cöùu vaø ñöa vaøo öùng duïng khaù nhieàu ôû moät soá nöôùc treân theá giôùi. Tuy nhieân vaã n chöa coù thieát

bò naøo ñöôïc nghieân cöùu vaø saûn xuaát taïi Vieät Nam , trong khi nhu caàu veà thieát bò ôû Vieät Nam laø

khaù lôùn. Trong phaïm vi nhöõng kieán thöùc ñaõ hoïc, em ñaõ choïn ñeà taøi naøy, vôùi mong muoán gôïi

leân moät yù töôûng vaø tieán haønh nhöõng böôùc ñi ban ñaàu veà thieát bò phuïc vuï ngöôøi khieám thò .

Thieát bò hoaït ñoäng döïa treân nguyeân lyù phaùt vaø thu tín hieäu cuûa caûm bieán sieâu aâm.

Trong y hoïc ngaøy nay, cuïm töø “sieâu aâm” haàu nhö khoâng coøn xa laï vôùi moïi ngöôøi. Sieâu aâm ñaõ

vaø ñang ñöôïc öùng duïng khaù roäng raõi, nhö: chaån ñoaùn baèng sieâu aâ m, sieâu aâm trò lieäu, dao moå

sieâu aâm… vaø ngoaøi y hoïc, sieâu aâm cuõng ñöôïc öùng duïng khaù nhieàu trong caùc lónh vöïc khaùc

trong coâng nghieäp. Trong ñeà taøi naøy , caûm bieán sieâu aâm ñöôïc duøng vôùi muïc ñích nhaäân bieát vaät

caûn vaø khoaûng caùch vaät caûn.

Nhöõng nhieäm vuï chính cuûa luaän vaên naøy laø:

Tìm hieåu lyù thuyeát cô sôû veà sieâu aâm, nhöõng ñeà taøi coù lieân quan ñeán thieát bò ñaõ ñöôïc

thöïc hieän treân theá giôùi.

Nghieân cöùu veà caûm bieán sieâu aâm, löïa choïn caûm b ieán sieâu aâm phuø hôïp muïc ñích thieát

bò.

Thöïc hieän maïch xöû lyù phaân giaûi doïc cho caûm bieán, ñaùnh giaù nhöõng keát quaû ban ñaàu.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 4-

Chöông 2

TOÅNG QUAN ÑEÀ TAØI

2.1 - LÔØI NOÙI ÑAÀU :

Khoa hoïc kyõ thuaät treân theá giôùi phaùt trieån khoâng ngöøng qua caùc thôøi kyø. Trong quaù khöù

laø söï phaùt trieån cuûa coâng ngheä töï ñoäng hoùa vaø naêng löô ïng haït nhaân. Ngaøy nay laø söï phaùt trieån

maïnh meõ cuûa Coâng ngheä thoâng tin. Vaø trong moät töông lai gaàn laø söï chieám lónh cuûa Coâng

ngheä sinh hoïc, Coâng ngheä Nano, x a hôn nöõa laø Khoa hoïc vuõ truï. Khoa hoïc kyõ thuaät p haùt trieån

khoâng ngöøng laø ñeå ã phuïc vuï cho nhu caàu ngaøy caøng cao cuûa cuoäc soáng, nhaèm ñem laïi nhöõn g

thuaän lôïi, tieän nghi, thoaû i maùi cho hoaït ñoäng haèng ngaøy cuûa moãi ngöôøi , giuùp cho vieäc chuyeån

giao thoâng tin ñi xa vaø nhanh hôn, cuõng n hö trong vieäc nghieân cöùu, phoøng ngöøa vaø choáng laïi

nhöõng caên beänh cuûa theá kyû nhôø coâng ng heä gen vaø seõ tìm ra nhöõng “vuøng ñaát söï soáng môùi” …

Khoa hoïc phaùt trieån ñaõ thöïc söï hoã trôï raát nhieàu trong cuoäc soáng cuûa moãi chuùng ta.

Nhöng khoa hoïc vaø öùng duïng cuûa noù laø daøønh cho taát caû moïi ngöôøi. Vì vaäy khoa hoïc coâng ngheä

khoâng chæ tieáp caän nhöõng ngöôøi bình thöôøng maø coøn phaûi tieáp caän vaø hoã trôï hôn nöõa cho nhöõng

ngöôøi khuyeát taät, nhöõng ngöôøi voán dó ñaõ gaëp raát nhieàu thieät thoøi vaø khoù khaên trong cuoäc soáng.

Phaûi laøm sao ñeå taïo thuaän lôïi nhaát cho hoï, giuùp hoï coù theå sinh hoa ït bình thöôøng, hoaø nhaäp

cuoäc soáng coäng ñoàng laø ñieàu toái thieåu caàn phaûi laøm ñöôïc, vaø ñieàu toát hôn laø taïo ñieàu kieän ñeå

cho hoï coù theå phaùt huy heát khaû naêng baûn thaân phuïc vuï trôû laïi cho lôïi ích baûn thaân vaø lôïi ích

coäng ñoàng.

Cuï theå nhö : vieäc cheá taïo vaø caûi tieán khoâng ngöøng caùc loaïi xe laên, hay chi giaû giuùp cho

ngöôøi bò khieám khuyeát chi coù theå töï di chuyeån, vaø hôn nöõa laø coù theå tham gia chôi theå thao

(nhö thi ñaáu ParaGames); Hay caùc thie át bò trôï thính giuùp cho ngöôøi khieám thính coù theå deã daøng

hôn trong giao tieáp vaø caäp nhaät thoâng tin; Hay caùc phaàn meàm trình ñoïc maøn hình giuùp cho

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 5-

ngöôøi khieám thò coù theå söû duïng maùy vi tính truy caäp Internet, cuõng nhö xaây döïng caùc thö vieän

saùch noùi ñeå phuïc vuï nhu caàu veà thoâng tin vaø giaûi trí cho hoï …

Ñeå goùp phaàn nhoû vaøo lónh vöïc khoa hoïc kyõ thuaät hoã trôï ngöôøi khuyeát taät, döïa treân

nhöõng yù töôûng ñaõ coù veà vieäc caûi thieän söï ñi laïi cho ngöôøi k hieám thò, döïa treân nhöõng thieát bò

ñang ñöôïc nghieân cöùu vaø ñaõ ñöa vaøo söû duïng ôû moät soá nöôùc treân theá giôùi vaø tình hình thöïc teá ôû

Vieät Nam, neân luaän vaên naøy ñöôïc hình thaønh vôùi m ục đích nghieân cöùu öùng duïng thieát bò sieâu

aâm doø ñöôøng cho ngöôøi khieám thò vaø tieán ñeán thieát keá moâ hình thieát bò coù khaû naêng öùng duïng

cao.

2.2 - KHIEÁM THÒ LAØ GÌ? CAÙC LOAÏI KHIEÁM THÒ ? NGÖÔØI KHIEÁM THÒ CAÀN GÌ? [5]

Thuaät ngöõ “khieám thò” duøng ñeå moâ taû tình traïng thò löïc khoâng theåà ñieàu chænh baèng kính

thuoác hay phaãu thuaät, bao goàm nhöõng ngöôøi maéc beänh thò löïc chæ coøn moät phaàn vaø nhöõng

ngöôøi bò muø hoaøn toaøn.

Moät soá ngöôøi khieám thò khoù nhìn thaáy nh öõng vaät ngay tröôùc maët nhöng coù theå nhìn thaáy

nhöõng vaät treân saøn hoaëc hai beân. Moät soá ngöôøi ngöôïc laïi coù theå thaáy roõ nhöõng vaät ngay tröôùc

maét nhöng khoâng thaáy gì ôû hai beân. Moät soá tröôøng hôïp beänh lyù coù theå gaây thò löï c chæ nhìn loám

ñoám töøng vuøng, moät soá khaùc gaây aûnh höôûng ñeán khaû naêng nhaän bieát maøu saéc. Cuõng coù moät soá

ngöôøi thì raát khoù khaên khi gaëp aùnh naéng choùi chang vaø moät soá khaùc thì khoâng theå nhìn thaáy gì

khi aùnh saùng yeáu … Mu ø hoaøn toaøn coù theå laø heä quaû cuûa caùc loaïi beänh thò löïc ghi nhaän ôû treân,

cuõng nhö töø caùc nguyeân nhaân khaùc nhö: tai naïn, voõng maïc bò taùch ra ôû caû hai maét vaø caùc beänh

khaùc.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 6-

Thoaùi hoùa hoaøng ñieåm Ñuïc thuûy tinh theå

OÁng thò giaùc Beänh lyù voõng maïc do tieåu ñöôøng

Hình 2.1 - Moät soá hình aûnh minh hoïa veà khaû naêng nhìn cuûa ngöôøi khieám thò öùng vôùi vaøi beänh

thò löïc phoå bieán .

Nhöõng ngöôøi bò maát thò löïc moät caùch ñoät ngoät, ñaëc bieät laø neáu hoï ñang hoïc taäp, nghieân

cöùu vaø laøm vieäc thì hoï vaãn mong muoán ñöôïc tieáp tuïc coâng vieäc cuûa mình, muoán ñöôïc hoï c,

ñoïc, nghieân cöùu hoaëc giaûi trí. Neân hoï seõ hoïc ngoân ngöõ rieâng laø Braille hay Moon, vaø duøng

saùch noùi, caùc chöông trình ñoïc web chuyeân duïng. Veà khaû naêng ñi laïi, theo moät baøi baùo töø trang

web cuûa Anh ñöa ra moät vaøi soá lieäu t hoáng keâ: 32% ngöôøi lôùn khieám thò noùi raèng hoï bò giôùi haïn

raát nhieàu trong vieäc ñi laïi ngoaøi ñöôøng, 26% noùi raèng hoï bò giôùi haïn hoaøn toaøn khaû naêng ñi laïi

ngoaøi ñöôøng, 48% töông ñoái töï tin khi ñi boä moät mình trong khu vöïc maø hoï sinh soáng. Raát ít

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 7-

ngöôøi khieám thò duøng phöông tieän hoã trôï ñi laïi: 22% ngöôøi khieám thò töø 16 tuoåi trôû leân duøng

gaäy vaø 1% duøng choù daãn ñöôøng. Töø ñoù ta coù theå nhaän thaáy tình hình ngöôøi khieám thò ôõ Vieät

Nam thì coøn khoù kha ên hôn raát nhieàu trong vieäc töï ñi laïi.

2.3 - TÌNH HÌNH THÖÏC TEÁ VEÀ NGÖÔØI KHIEÁM THÒ ÔÛ VIEÄT NAM [5 ]:

Theo thoáng keâ cuûa Vieän Maét Trung öông, nöôùc ta coù khoaûng 900.000 ngöôøi khieám thò,

trong ñoù coù khoaûng hôn 600.000 thuoäc ñoái töôïng m uø hoaøn toaøn, chieám 1,20% daân soá caû nöôùc

(theo keát quaû ñieàu tra veà tình hình muø loøa naêm 2002).

Phaàn lôùn ngöôøi taøn taät noùi chung soáng cuøng vôùi gia ñình, chieám tyû leä 95,85%. Soá ngöôøi

taøn taät soáng ñoäc thaân chieám 3,31%. Tyû l eä ngöôøi taøn taät soáng trong traïi baûo trôï cuûa nhaø nöôùc laø

0,22% (taäp trung chính ôû 2 nhoùm tuoåi 15 -55 chieám 54,17% vaø nhoùm tuoåi döôùi 15 chieám

28,85%). Ngöôøi taøn taät soáng lang thang laø 0,62%. Veà moâi tröôøng soáng cuûa ngöôøi muø kh oâng coù

soá lieäu thoáng keâ chi tieát, nhöng tyû leä ngöôøi muø treân toång soá ngöôøi khuyeát taät laø 15,70%, neân

döïa vaøo nhöõng soá lieäu ñoù ta cuõng coù theå öôùc tính ñöôïc moâi tröôøng soáng cuûa hoï.

Vaãn coøn khoù khaên khi ngöôøi taøn taät ñi ra ngoaøi moät mình, vì thaønh phoá thieáu nhöõng

ñöôøng ñi vaø phöông tieän giao thoâng coù thieát keá ñaëc bieät daønh cho ngöôøi khuyeát taät. Vieät Nam

chöa coù cô sôû haï taàng nhö laø nhöõng loái ñi trong coâng vieân coâng coäng daønh cho ngöôøi k huyeát taät

vaø heä thoáng giao thoâng höõu ích ñeà ngöôøi khuyeát taät coù theå töï ñi ra ngoaøi maø khoâng caàn nhieàu

ñeán söï trôï giuùp cuûa ngöôøi nhaø. Theo Vietnamnet veà chöông trình ngöôøi khuyeát taät tieáp caän caùc

coâng trình coâng coäng, thì phaàn lôùn caùc coâng trình ñang xaây döïng vaø söû duïng ñeàu thieáu phöông

tieän vaø trang thieát bò, cuõng nhö caùc giaûi phaùp thieát keá tieáp caän söû duïng ñoái vôùi ngöôøi khuyeát

taät. Noù seõ laø raøo caûn haïn cheá ngöôøi khuyeát taät hoøa nhaä p coäng ñoàng, phaùt huy naêng löïc, ñoùng

goùp cho xaõ hoäi.

2.4 – YÙ TÖÔÛNG VEÀ THIEÁT BÒ SÖÛ DUÏNG SIEÂU AÂM DOØ ÑÖÔØNG CHO NGÖÔØI KHIEÁM

THÒ ( An Ultrasonic Rangefinder For The Blind) :

Waters, moät nhaø ñoäng vaät hoïc taïi Ñaïi hoïc Leeds cuûa Anh, ñaõ naûy ra yù töôûng naøy khi

quan saùt dôi tìm thöùc aên. Coå hoïng dôi coù theå phaùt soùng sieâu aâm raát maïnh, thoaùt ra ngoaøøi qua

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 8-

mieäng vaø loã muõi. Khi gaëp phaûi vaät theå, soùng sieâu aâm lieàn phaûn xaï trôû laïi, tai cuûa dôi nghe

ñöôïc aâm thanh phaûn hoài, neân dôi coù theå phaùn ñoaùn ñöôïc khoaûng caùch vaø kích côõ to nhoû cuûa

vaät theå.

Töông töï, neáu ta duøng moät caûm bieán coù khaû naêng taïo ra soùng sieâu aâm coù taàn soá khoaûng

töø 40kHz ñeán 80kHz vaøo moâi tröôøng xung qua nh. Soùng seõ lan truyeàn vaø khi gaëp vaät caûn seõ

phaûn hoài trôû laïi.

Hình 2.2 – Nguyeân taéc cuûa phaïm vi tín hieäu doäi.

Khoaûng caùch vôùi vaät caûn coù theå ñöôïc xaùc ñònh baèng ño thôøi gian giöõa xung phaùt vaø tín hieäu doäi

nhaän ñöôïc, giaû thieát vaän toác truyeàn aâm trong moâi tröôøng khoâng ñoåi.

Thu nhaän tín hieäu phaûn hoài naøy, döïa treân vaän toác lan truyeàn cuûa soùng aâm trong moâi

tröôøng ñaõ bieát, thôøi gian töø khi phaùt soùng ñeán khi nhaän soùng phaûn hoài t , vaø s ố löôïng soùng phaûn

hoài veà, ta duøng thuaät toaùn xöû lyù seõ cho bieát khoaûng caùch vaø kích thöôùc vaät caûn. Tín hieäu sau

khi xöû lyù vaø tính toaùn seõ ñöôïc chuyeån sang daïng aâm thanh nghe ñöôïc, hay daïng rung ñoäng cô

hoïc coù theå caûm nhaän ñöôïc ñeå giao tieáp vôùi söû duïng.

Tuy nhieân, vôùi vieäc xaùc ñònh vò trí baèng tín hieäu phaûn hoài, ñeå moâ taû ñöôïc vò trí cuûa vaät

caûn moät caùch chính xaùc, thì caàn ñaûm baûo hai ñieàu kieän sau ñaây :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 9-

1. Soùng sieâu aâm phaûi truyeàn thaúng tôùi m aët phaân caùch (höôùng vuoâng goùc vôùi maët phaân

caùch) vaø quay trôû veà ñaàu doø theo ñöôøng truyeàn thaúng.

2. Vaän toác truyeàn aâm trong moâi tröôøng khoâng ñoåi trong quaù trình truyeàn.

Hình 2.3 – Sô ñoà khoái cô sôû cuûa thieát bò

Vì caùc caûm bieán sieâu aâm thöôøng coù taàm queùt lôùn vaø goùc môû nhoû khoaûng 30 o, neân ñeå

nhaän bieát ñuùng chính xaùc vò trí vaät caûn ta seõ :

Taêng soá löôïng caûm bieán sieâu aâm, vaø caàn boá trí vò trí caùc caûm bieán hôïp lí ñeå coù ñoä phaân

giaûi ngang chính xaùc cuûa vaät caûn. Do tín hieäu soùng cuûa caûm bieán phuï thuoäc vaøo nhieàu

yeáu toá neân tín hieäu traû veà bò aûnh höôûng laãn nhau, neáu vieäc boá trí khoái caûm bieán hôïp lí

thì coù theå giaûm ñöôïc nhöôïc ñieåm naøy cuûa caûm bieán sieâu aâm. Giaû söû nhö chuùng ta coù 2

caûm bieán ñöôïc boá trí nhö sau :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 10-

Hình 2.4 – Boá trí caùc caûm bieán

=>Khi ñoù vò trí cuûa vaät caûn coù theå ñöôïc xaùc ñònh d öïa vaøo giao ñieåm cuûa 2 cung troøn giôùi

haïn taàm ñoïc cuûa 2 caûm bieán.

Hoaëc cho caûm bieán xoay quanh truïc theo chu kyø ñeå coù goùc queùt laø lôùn hôn.

2.5 - THÖÏC TRAÏNG VEÀ CAÙC THIEÁT BÒ ÑANG ÑÖÔÏC NGHIEÂN CÖÙU VAØ SÖÛ DUÏNG

TREÂN THEÁ GIÔÙI :

2.5.1 - Thieát bò sieâu aâm doø ñöôøng duøng caûm bieán Sona Switch TM1700 cuûa David

T.Batarseh, Ñaïi hoïc bang Mississippi (ñöôïc nghieân cöùu vaø öùng duïng naêm 1997) [2]:

Thieát bò coù caáu taïo chính laø caûm bieán Sona SwitchTM1700, boä bieán ñoåi AD654 vaø maùy

nghe. Caûm bieán naøy seõ phaùt vaø thu nhaän soùng sieâu aâm ñeå xaùc ñònh k hoaûng caùch töø caûm bieán

ñeán vaät caûn.

Caùch thöùc hoaït ñoäng cuûa thieát bò : caûm bieán seõ phaùt vaø nhaän soùng phaûn hoài, tín hieäu

ngoõ ra caûm bieán ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu ñieän aùp thay ñoåi trong khoaûng töø 5V ñeán xaáp

xæ 0V, öùng vôùi khoaûng caùch vaät caûn thay ñoåi töø 1,5 feet ñeán hôn 12 feet. Sau ñoù, khoái AD654

seõ nhaän tín hieäu moät chieàu khoâng ñoåi töø ngoõ ra cuûa caûm bieán vaø chuyeån sang xung vuoâng xoay

chieàu, theo bieåu thöùc sau:

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 11-

T

inADout CRR

VFrequency

)(10 21)654(

Hình 2.5 – Maïch xöû lyù

Nghóa laø khoái AD654 coù nhieäm vuï chuyeån tín hieäu ñieän sang tín hieäu aâm nghe ñöôïc.

Theo bieåu thöùc treân, taàn soá cuûa aâm phaùt ra seõ thay ñoåi trong khoaûng 0Hz ( öùng vôùi nhöõng

khoaûng caùch lôùn hôn 12 feet) ñ eán 20Hz ( öùng vôùi nhöõng khoaûng caùch vaät nhoû hôn 1,5 feet).

Vôùi tröôøng hôïp ñaët ra laø hoá saâu tröôùc maët thì coù keøm maïch ñoùng ngaét. Khi khoâng nhaän ñöôïc

tín hieäu phaûn hoài veà maïch seõ ngaét tín hieäu moät chieàu khoâng ñoåi töø caûm bieán vaø noái cho AD654

tín hieäu aùp vaøo laø 5V, taïo taàn soá aâm thanh nghe ñöôïc laø 20Hz seõ baùo ñoäng cho ngöôøi söû duïng

khi hoï saép ñeán gaàn hoá trong khoaûng 5 feet. Khi ngöôøi söû duïng trôû neân quen daàn vôùi nhöõng aâm

thanh coù taàn soá khaùc nhau seõ deã daøng xaùc ñònh ñöôïc vaät caûn tröôùc maët.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 12-

Hình 2.6 - Thieát bò sieâu aâm doø ñöôøng duøng caûm bieán Sona Switch TM1700

Thieát bò duøng nguoàn cung caáp coù aùp 15V vaø 650mA vaø ñöôïc thieát keá treân muõ baûo hoä

thoâng thöôøng, vôùi caûm bieán chính ñöôïc ñaët tröôùc maët, tai nghe ñöôïc noái vôùi maùy ñaët ôû thaét

löng. Giaù cuûa noù khi ñoù laø 510 USD.

2.5.2 - Thieát bò choáng va chaïm vaät caûn cuûa Timothy S.Lane vaø Martyn J.C.Berry, Ñaïi

hoïc bang New York ôû Buffalo [3]:

Thieát bò naøy ñöôïc chia laøm 2 phaàn chính : đ caûm bieán sieâu aâm (vôùi goùc môû caûm bieán laø

30o) vaø maïch vi xöû lyù.

Vò trí ñaët ñaàu doø sieâu aâm phaûi ñaûm baûo 2 nhieäm vuï vöøa phaùt ra tín hieäu vaø thu nhaän

xung phaûn hoài. Tín hieäu pha ùt ra vôùi taàn soá cao khoâng theå nghe thaáy, ñöôïc giöõ trong khoaûng

nöûa ms, moät möùc aùp 400V ñöôïc ñaët vaøo moãi ñaàu doø trong khoaûng thôøi gian phaùt xung. Vì vaäy,

ñaàu doø sieâu aâm ñöôïc boïc tinh vi, caån thaän vaø lôùp voû boïc laøm baèng polyethylene coù tyû troïng

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 13-

cao, khoâng daãn nhieät -ñieän. Lôùp voû boïc naøy daøy khoaûng 2 -1/8 inch, ñöôøng kính trong khoaûng 1

inch vaø gaén vôùi giaûi buoäc ñaàu coù ñoä ñaøn hoài. Maïch chi tieát (maïch ñieàu khieån) thì ñöôïc ñaët

rieâng bieät vôùi vi xöû lyù, ñöôïc thieát keá trong moät caùi hoäp ñeo ôû thaét löng. Caûm bieán sieâu aâm vaø

maïch xöû lyù ñöôïc gaén vôùi nhau bôøi caùp phono coâng suaát cao 0.25inch.

Hình 2.7 – Thieát bò choáng va chaïm vaät caûn

Thieát bò ñöôïc thieát keá töông thí ch vôùi moät soá daïng tai nghe khaùc nhau vôùi loã chaáu caém

ña naêng. Chænh möùc ñoä aâm thanh tai nghe ñöôïc ñieàu khieån bôûi ñieän trôø rieâng bieät. Loã chaáu

caém 0.25 inch cho nguoàn naïp. Ngöôøi duøng coù theå choïn löïa 2 cheá ñoä hoaït ñoäng kh aùc nhau. Giaù

cuûa noù laø 226USD.

Hình 2.8 – Thieát bò vaø ngöôøi söû duïng .

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 14-

2.5.3 - Gaäy BAT ‘K’ sonar (saûn xuaát naêm 2003) [6]:

Laø thieát bò môùi caûi tieán gaàn ñaây neân goïn nheï vaø tieän duïng hôn raát nhieàu. Noù coù khaû

naêng phaùt ra nhöõng xung sieâu aâm. Tieáp ñoù, noù seõ nhaän nhöõng soùng phaûn xaï laïi töø vaät theå, laäp

neân moät baûn ñoà ba chieàu veà caùc vaät caûn ôû xung quanh, trong baùn kính 3 meùt. Thoâng tin töø baûn

ñoà naøy ñöôïc göûi ñeán 4 mieáng ñeäm rung treân tay ca àm cuûa gaäy, chuùng seõ rung nheï ñeå caûnh baùo

cho ngöôøi söû duïng traùnh ñuïng phaûi traàn nhaø thaáp, vaø höôùng daãn böôùc traùnh nhöõng vaät caûn treân

ñöôøng ñi. Nhöõng tín hieäu nhanh vaø maïnh coù nghóa laø moät vaät caûn ñang ôû gaàn. Thieát bò coù theå

göûi ñi 60.000 xung soùng aâm moãi giaây vaø coù khaû naêng nhaän ñöôïc nhöõng soùng doäi khaù yeáu. Raát

deã söû duïng, chæ caàn taäp vôùi thieát bò trong khoaûng 30 phuùt. Giaù cuûa noù laø 635USD.

Hình 2.9 - Gaäy BAT ‘K’ sonar

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 15-

2.5.4 – Hình aûnh moät soá thieát bò töông töï ñaõ ñöôïc nghieân cöùu vaø söû duïng :

Hình 2.10 – The Sonic Torch. Ñöôïc nghieân cöùu töø naêm 1959

Hình 2.11 - The Binaural Sonic Glasses. Ñöôïc nghieân cöùu töø 1965, laø thieát bò caûi tieán cuûa

“Sonic Torch”

Hình 2.12 - The Trisensor. Ñöôïc saûn xuaát töø 1993.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 16-

2.6 - Keát luaän :

Chöông naøy ñöa ra caùi nhìn toång quan veà ñeà taøi, nguoàn yù töôûng hình thaønh ñeà taøi, khaû

naêng öùng duïng cuûa ñeà taøi, yù nghóa cuûa thieát bò ñoái vôùi ngöôøi khieám thò. Treân thöïc teá, ñeà taøi naøy

khoâng môùi, vì noù ñaõ vaø ñang ñöôïc nghieân cöùu, öùng duïng khaù nhieàu ôû moät soá nöôùc. Tuy nhieân

giaù caû cuûa noù laø raát ñaét. Neân vaán ñeà ñaët ra laø khaû naêng töï nghieân cöùu va ø cheá taïo thieát bò trong

nöôùc vôùi giaù thaønh phuø hôïp hôn.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 17-

Chöông 3

LYÙ THUYEÁT TIEÁP CAÄN

3.1 - AÂM THANH VAØ SIEÂU AÂM :

3.1.1 - Caùc khaùi nieäm veà soùng aâm:

AÂm thanh laø soùng cô hoïc ñöôïc truyeàn trong moâi tröôøng maø thính giaùc cuûa co n ngöôøi coù

theå nhaän bieát ñöôïc. Khi coù löïc taùc ñoäng leân caùc phaân töû moâi tröôøng, chuùng seõ dao ñoäng quanh

vò trí caân baèng vaø lan truyeàn ra xung quanh, töø ñoù seõ taïo ra aùp löïc thay ñoåi tuaàn hoaøn trong

moâi tröôøng ñoù.

Vì caùc dao ñoäng naøy coù tính tuaàn hoaøn neân thuaät ngöõ chu kyø (T) ñöôïc duøng ñeå moâ taû

quaù trình thay ñoåi chuyeån ñoäng caùc phaân töû moâi tröôøng laëp laïi sau nhöõng khoaûng thôøi gian. Vaø

taàn soá soùng (f) laø giaù trò nghòch ñaûo cuûa chu kyø :

][

1][

sTHzf (3.1)

Sieâu aâm laø soùng cô hoïc coù taàn soá cao maø con ngöôøi khoâng theå nghe thaáy, chuù ng laø caùc

soùng coù taàn soá lôùn hôn 20kHz. Haï aâm laø soùng cô vôùi taàn soá nhoû hôn 20Hz, con ngöôøi cuõng

khoâng theå nghe ñöôïc. AÂm thanh, sieâu aâm, haï aâm coù cuøng thuoäc tính laø soùng aâm.

f < 20 Hz 20 Hz < f < 20.000 Hz f > 20.000 Hz

Haï aâm AÂm thanh Sieâu aâm

Veà phöông dieän vaät lyù, aâm nghe ñöôïc hay khoâng nghe ñöôïc khoâng coù gì khaùc nhau veà

baûn chaát. Chuùng chæ khaùc nhau veà phöông dieän sinh lyù ñoái vôùi tai ta.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 18-

AÂm truyeàn theo nhöõng tia goïi laø tia aâm. Thöïc nghieäm chöùng toû tia aâm cuõng coù theå bò

phaûn xaï, khuùc xaï, nhieãu xaï vaø haáp thuï nhö tia saùng. Khi tia aâm truyeàn qua hai moâi tr öôøng coù

vaän toác truyeàn aâm khaùc nhau thì ôû maët phaân caùch hai moâi tröôøng, moät phaàn tia aâm bò phaûn xaï,

moät phaàn bò khuùc xaï. Goùc phaûn xaï baèng goùc tôùi. Coøn goùc khuùc xaï lôùn hôn hay nhoû hôn goùc tôùi

laø tuøy thuoäc vaøo vaän toác truyeàn aâm trong hai moâi tröôøng . Khi tia aâm truyeàn töø moâi tröôøng coù

vaän toác lôùn sang moâi tröôøng coù vaän toác nhoû thì goùc khuùc xaï nhoû hôn goùc tôùi (n 1<n2) vaø ngöôïc

laïi. [1,4]

Hình 3.1 – Söï phaûn xaï vaø khuùc xaï aâm.

3.1.2 - Tính chaát cuûa soùng aâm :

Soùng aâm laø soùng doïc . Ñoù laø soùng maø phöông dao ñoäng cuûa caùc phaân töû doïc theo höôùng

truyeàn naêng löôïng soùng. Söï dao ñoäng vaø töông taùc laãn nhau cuûa caùc phaân töû seõ taïo ra nhöõng

vuøng neùn vaø giaõn, nghóa laø taïo ra nhöõng vuøng coù aùp suaát cao vaø nhöõng vuøng coù aùp suaát thaáp,

nhôø ñoù maø aâm thanh ñöôïc truyeàn ñi. Ñieàu naøy cuõng giaûi thích taïi sao aâm thanh khoâng theå

truyeàn trong chaân khoâng. [1,4]

Vaän toác aâm (c): toác ñoä soùng truyeàn trong moâi tröôøng goïi laø vaän toác aâm thanh. Thöïc

nghieäm chöùng toû trong moät moâi tröôøng ñoàng chaát vaø ñaúng höôùng thì aâm thanh truyeàn vôùi vaän

toác khoâng ñoåi. Vaän toác aâm thanh phuï thuoäc vaøo khoái löôïng rieâng ( - tyû khoái) vaø khaû naêng neùn

(k - heä soá ñaøn hoài) cuûa moâi tröôøng :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 19-

kc

1 (3.2)

Söï thay ñoåi tyû khoái thöôøng ñi ñoâi vôùi söï thay ñoå khaû naêng neùn, nhöng khaû naêng neùn thay ñoåi

raát nhanh neân noù trôû thaønh yeáu toá quyeát ñònh tro ng coâng thöùc treân.

Tuy nhieân, trong chaát khí, vaän toác aâm thanh khoâng phuï thuoäc vaøo aùp suaát khoái khí maø tyû leä vôùi

1 vôùi laø khoái löôïng rieâng chaát khí. Vì theá vaän toác truyeàn aâm luùc naøy seõ tyû l eä vôùi nhieät

ñoä, do nhieät ñoä taêng thì theå tích cuûa khoái khí taêng v aø khoái löôïng rieâng giaûm [1], ta coù coâng

thöùc:

273

110 cc (3.3)

Vôùi : c0 laø vaän toác truyeàn soùng ôû 0 oC

c laø vaän toác truyeàn soùng ôû oC

Ñeå tính söï phuï thuoäc cuûa vaän toác truyeàn soùng vaøo nhieät ñoä vaø khoái löôïng rieâng ta duøng coâng

thöùc Laplace [4,7]:

)2731(0

P

C

Cc

V

P (3.4)

Vôùi : Cp vaø CV laàn löôït laø nhieät dung rieâng ñaúng aùp vaø ñaúng tích cuûa khoâng khí

P0 =1,013.105 N/m2 laø aùp suaát khí quyeån

laø khoái löôïng rieâng cuûa chaát khí tính baèng kg/m 3

c laø vaän toác truyeàn soùng ôû oC

Trong khoâng khí, ta coù coâng thöùc tính vaän toác truyeàn soùng ôû oC gaàn ñuùng sau[4,7] :

)6,0(4,331 c (3.5)

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 20-

Trôû khaùng aâm (Z): laø ñaïi löôïng tyû leä vôùi ñoäng löôïng. Ñaïi löôïng naøy laø ñôn vò ño söï haïn

cheá cuûa aâm thanh truyeàn qua moâi tröôøng. Ñôn vò laø kg/m 2/s hay coøn coù teân ñaëc bieät laø rayl.

Z = .c (3.6)

Vaät lieäu coù tyû khoái cao laøm taêng toác ñoä soùng aâm vaø do ñoù naâng cao trôû khaùng aâm. Töông töï,

vaät lieäu coù tyû khoái thaáp nhö caùc khí coù trôû khaùng aâm thaáp neân vaän toác truyeàn aâm trong moâi

tröôøng nhoû hôn. [1]

3.1.3 - Moät soá töông taùc cuûa sieâu aâm vôùi moâi tröôøng maø ta caàn quan taâm :

3.1.3.1 - Phaûn xaï :

Töông taùc chính ñöôïc quan taâm trong sieâu aâm doø ñöôøng laø phaûn xaï. Neáu moät chuøm

soùng aâm ñöôïc truyeàn maët phaân caùch hai moâi tröôøng, moät phaàm aâm bò phaûn xaï, coøn moät phaàn

aâm bò khuùc xaï vaøo (truyeàn qua) moâi tröôøng thöù hai. Chính nhôø caùc tia phaûn xaï trôû veà maø ta coù

theå tính ñöôïc khoaûng caùch vaät caûn so vôùi caûm bieán.

Hình 3.2 – Söï phaûn xaï vaø truyeàn qua gaây ra bôûi soùng aâm

chaïm vaøo vaät caûn döôùi moät goùc vuoâng.

Heä soá phaûn xaï (R) :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 21-

212

212

)(

)(

ZZ

ZZR

(3.7)

Heä soá truyeàn qua (T) :

212

12

)(

4

ZZ

ZZT (3.8)

Trong ñoù: Z1 laø trôû khaùng aâm cuûa moâi tröôøng 1

Z2 laø trôû khaùng aâm cuûa moâi tröôøng 2

Phaûn xaï khueách taùn: Khi moät chuøm sieâu aâm ñöôïc chieáu tôùi moät beà maët phaân caùch

khoâng phaúng, noù bò phaûn xaï ra nhieàu höôùng. Beà maët phaúng lôùn cuûa maët phaûn xaï taïo neân chuøm

ñònh höôùng chính xaùc, coøn beà maët goà gheà lôùn laøm cheäch höôùng chuøm si eâu aâm theo nhieàu

höôùng. Do maët phaân caùch khoâng phaúng, chuøm sieâu aâm tôùi maët phaân caùch vôùi caùc goùc tôùi khaùc

nhau, taïo ra caùc goùc phaûn xaï khaùc nhau. Ñieàu naøy seõ laøm maát söï keát hôïp caùc chuøm tia phaûn

xaï, laøm cho tín hieäu doäi veà ñaàu doø yeáu ñi.[1]

Hình 3.3 – Phaûn xaï khueách taùn.

2.1.3.2 - Nhieãu xaï :

Nhieãu xaï gaây ra chuøm sieâu aâm bò phaân ra hoaëc traûi ra khi chuøm soùng ra khoûi nguoàn aâm.

Toác ñoä phaân kyø taêng khi kích côõ nguoàn aâm giaûm. Nhieãu xa ï cuõng xaûy ra sau khi chuøm tia tôùi

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 22-

vôùi maët soùng phaúng ñi qua khe hôû nhoû khoaûng moät böôùc soùng. Ñoä phaân giaûi ngang cuûa chuøm

tia vaø ñoä nhaïy cuûa heä thoáng sieâu aâm ñeàu bò aûnh höôûng bôûi söï phaân kyø. [1]

Hình 3.4 – Söï môû roäng cuûa chuøm tia töø moät nguoàn nhoû

Hình 3.5 – Söï nhieãu xaï cuûa chuøm soùng sau khi ñi qua loã nhoû

3.1.3.3 – Söï giao thoa :

Khi coù nhieàu soùng ñoàng thôøi truyeàn qua moät mieàn naøo ñoù cuûa moâi tröôøng ñaøn hoài thì

dao ñoäng cuûa moãi ñieåm trong mieàn ñoù laø toång hôïp caùc dao ñoäng gaây ra bôûi töøng soùng rieâng reõ.

Caùc soùng ñoù khoâng laøm nhieãu loaïn nhau. Sau khi gaëp nhau , caùc soùng ñoù vaãn truyeàn ñi nhö

chuùng truyeàn ñi rieâng reõ. Đoù laø sự giao thoa hay còn gọi là nguyên lý choàng chaát soùng.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 23-

Neáu caùc soùng cuøng taàn soá vaø cuøng pha, chuùng giao thoa coäng höôûng. Giao thoa coäng

höôûng gaây ra söï taêng bieân ñoä.

Hình 3.6 – Giao thoa coäng höôûng

Neáu caùc soùng coù cuøng taàn soá nhöng khaùc pha, söï giao thoa cuû a chuùng trieät tieâu, nghóa

laø coù söï laøm giaûm bieân ñoä do caùc ñænh khoâng truøng hôïp ôû cuøng moät vò trí. Giao thoa trieät tieâu

hoaøn toaøn xaûy ra khi caùc soùng cuøng taàn soá, bieân ñoäâ vaø hoaøn toaøn ngöôïc pha. Ngoaøi ra, neáu caùc

soùng giao thoa trong caùc tröôøng hôïp coøn laïi seõ cho keát quaû laø soùng toång hôïp raát phöùc taïp.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 24-

Hình 3.7 – Giao thoa soùng

Söï giao thoa naøy raát quan troïng khi thieát keá ñaàu doø sieâu aâm bôûi noù aûnh höôûng ñeán tính

ñoàng nhaát cuûa cöôøng ño ä chuøm tia qua tröôøng sieâu aâm. [1]

3.1.3.4 - Söï haáp thuï vaø ñoä suy giaûm :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 25-

Laø quaù trình maø naêng löôïng aâm bò tieâu taùn trong moâi tröôøng, nghóa laø chuyeån sang daïng

naêng löôïng khaùc, chuû yeáu laø nhieät. Söï haáp thuï chuøm sieâu aâm l ieân quan ñeán taàn soá chuøm tia,

tính nhôùt vaø thôøi gian hoài phuïc cuûa moâi tröôøng.

Moïi daïng töông taùc ( phaûn xaï, khuùc xaï, taùn xaï, phaân kyø) laø giaûm cöôøng ñoä chuøm sieâu

aâm bôûi söï ñònh höôùng laïi naêng löôïng cuûa chuøm. Vì vaäy ñ oä suy giaûm caàn ñöôïc xem xeùt vaø tính

toaùn. Ñoä suy giaûm bao goàm aûnh höôûng cuûa taùn xaï vaø haáp thuï trong ñaëc tính suy giaûm bieân ñoâ

khi soùng aâm truyeàn qua moâi tröôøng. Ñoä suy giaûm tuaân theo coâng thöøc haøm muõ [1]:

zaeAA .0 . (3.9)

Trong đ ñoù: A laø bieân ñoâ ñænh cuûa chuøm tia taïi khoaûng caùch z

A0 laø bieân ñoä ñænh ban ñaàu cuûa chuøm tia

a laø heä soá suy giaûm, baèng toång heä soá taùn xaï a s vaø heä soá haáp thuï

z laø khoaûng caùch chuøm tia ñaõ ñi

3.2 - CAÛM BIEÁN SIEÂU AÂM :

3.2.1 - Hieäu öùng aùp ñieän :

Caûm bieán sieâu aâm hoaït ñoäng döa treân hieäu öùng aùp ñieän. Hieäu öùng naøy thöôøng thaáy ôû

caùc vaät lieäu keát tinh coù caùc phaân töû löôõng cöïc (cöïc aâm ôû moät ñaàu vaø cöïc döông ôû moät ñaàu),

caùc vaät lieäu nhö vaäy ñöôïc goïi laø tinh theå aùp ñieän. Khi ñaët vaøo tinh theå aùp ñieän moät ñieän theá

xoay chieàu, caùc phaân töû löôõng cöïc bò vaën ñeå saép xeáp laïi chuùng trong tröôøng ñieän theá, neân tinh

theå aùp ñieän seõ bò neùn vaø giaõn lieân tuïc theo chu kyø seõ taïo ra dao ñoäng cô, chính laø soùng sieâu aâm

vaø ñöôïc lan truyeàn trong moâi tröôøng. Vaäy, moät ñieän aùp ñöôïc ñaët vaøo tinh theå aùp ñieän seõ taïo ra

soùng sieâu aâm ñöôïc goïi laø hieäu öùng aùp ñieän ngh òch. Khi caùc soùng sieâu aâm phaûn hoài veà, quay trôû

laïi tinh theå vaø taïo ra caùc tín hieäu ñieän, ñeå töø ñoù ta coù theå thu nhaän vaø xöû lyù, thì ñöôïc goïi laø

hieäu öùng aùp ñieän thuaän.

3.2.2 - Nguyeân lyù hoaït ñoäng :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 26-

Caáu taïo chính cuûa caûm bieán sieâu aâm laø t inh theå aùp ñieän vôùi caùc ñieän cöïc ôû maët ñoái

dieän. Khi taùc ñoäng moät xung ñieän aùp vaøo ñaàu phaùt, caùc soùng sieâu aâm seõ phaùt ra vôùi taàn soá

töông öùng. Sau ñoù chuùng ñöôïc truyeàn ñi trong khoâng khí. Khi gaëp vaät caûn, moät phaàn naêng

löôïng seõ bò phaûn xaï laïi vaø ñöôïc ñaàu thu nhaän laïi, bieán ñoåi thaønh caùc tín hieäu ñieän. Caùc tín hieäu

naøy seõ qua boä khueách ñaïi, roài tôùi vi xöû lyù seõ ñeám thôøi gian ñeå xaùc ñònh khoaûng caùch vaät.

Caùc ñaàu phaùt vaø ñaàu thu cuûa caûm bieán coù theå ôû daïng rôøi hay keát hôïp chung laïi thaønh

moät. Thoâng thöôøng caùc thieát bò daïng naøy, ñaõ nghieân cöùu vaø söû duïng, duøng loaïi caûm bieán coù

ñaàu thu vaø phaùt rieâng bieät.

3.2.3 – Taàm queùt cuûa caûm bieán sieâu aâm :

Soùng sieâu aâm phaùt ra vaø thu veà caûm bieán, moät caùch giaùn tieáp noù cho ta bieát vò trí caùc

chöôùng ngaïi vaät theo höôùng queùt cuûa caûm bieán. Khi ñoù, döôøng nhö treân ñoaïn ñöôøng ñi töø caûm

bieán ñeán chöôùng nga ïi vaät, soùng sieâu aâm khoâng gaëp baát kyø vaät caûn naøo, vaø ñaâu ñoù xung quanh

vò trí maø thoâng soá traû veà caûm bieán ghi nhaän ñöôïc coù moät chöôùng ngaïi vaät. Vì theá taàm queùt cuûa

caûm bieán sieâu aâm coù theå ñöôïc moâ hình hoaù thaønh hì nh quaït. Trong ñoù, caùc ñieåm ôû giöõa thì

döôøng nhö khoâng coù chöôùng ngaïi vaät, coø n caùc ñieåm treân bieân thì döôø ng nhö coù chöôùng ngaïi

vaät naèm ñaâu ñoù.

Hình 3.8 - Taàm queùt cuûa caûm bieán sieâu aâm

Khoaûng caùch R ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc sau :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 27-

2

ctR (3.10)

Trong ñoù: t laø thôøi gian töø khi phaùt soùng ñeán khi nhaän soùng phaûn hoài

c laø vaän toác truyeàn soùng trong khoâ ng khí ôû oC

Giaù trò giôùi haïn döôùi Rmin ñöôïc xaùc ñònh baèng khoaûng thôøi gian caàn thieát cho boä chuyeån

ñoåi phaùt vaø thu tín hieäu, ngoaøi ra noù coøn phuï thuoäc khoaûng caùch ngaén nhaát mong muoán coøn

phaân bieät ñöôïc 2 vaät gaàn nhau.

Giaù trò giôùi haïn treân Rmax, thöôøng ñöôïc xaùc ñònh baèng giôùi haïn maø taïi ñ où bieân ñoä tín

hieäu phaûn hoài coù giaù trò lôùn nhaát giaûm xuoáng döôùi giaù trò ngöôõng, nghóa laø khoaûng caùch xa nhaát

coøn nhaän bieát ñöôïc vaät.

3.2.4 - Haïn cheá cuûa caûm bieán :

Sai soùt trong quaù trình thu nhaän döõ lieäu cuûa caûm bieán l aø moät vaán ñeà coá höõu, noù xuaát

phaùt töø vieäc cheá taïo caûm bieán vaø baûn chaát cuûa chính caûm bieán sieâu aâm.

Haïn cheá do maïch ñònh thì bò sai.

Söï thay ñoåi toác ñoä truyeàn, ñaëc bieät trong nhöõng heä thoáng aâm thanh.

Ñoä nhaïy cuûa caûm bieán bò thay ñoåi phuï thuoäc vaøo goùc giöõa vaät phaûn hoài tín hieäu vaø truïc

giöõa cuûa taàm ñoïc.

Khoaûng caùch ñoïc veà bò sai do caùc tia phaûn hoài khoâng trung thöïc.

AÛnh höôûng cuûa nhieãu.

3.2.5 – Caûm bieán sieâu aâm MA40B8R/S [8]:

3.2.5.1 - Hình daùng vaø kích thöôùc :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 28-

Hình 3.9 – Hình daïng vaø kích thöôùc caûm bieán sieâu aâm MA40B8R/S

3.2.5.2 - Caùc thoâng soá kyõ thuaät :

Baûng 3.1

3.2.5.3 - Taàm phaùt hieän cuûa caûm bieán :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 29-

Hình 3.10 – Taàm phaùt hieän cuûa caûm bieán sieâu aâm MA40B8R/S

Döïa vaøo taàm phaùt hieän cuûa caûm bieán, ta thaáy soùng aâm phaùt ñi maïnh nhaát ôû vuøng gaàn

truïc chính, vaø cöôøng ñoä giaûm daàn khi ra xa truïc chính. Noùi caùch khaùc khaû naêng soùng aâm doäi veà

khi gaëp vaät caûn phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá trong ñoù yeáu toá quan trong ñoù laø: goùc hôïp giöõa vaät

caûn vaø truïc chínhø, khoaûng caùch giöõa vaät caû n vôùi caûm bieán vaø ñoä nhaün cuûa vaät caûn.Vì vaäy neáu

vaät caûn nhaün ñaët vuoâng goùc vôùi truïc chính thì khaû naê ng phaûn hoài cao nhöng ñaët nghieâng moät

goùc naøo ñoù thì soùng aâm seõ phaûn xaï ñi nôi khaùc maø khoâng veà caûm bieán, vaø goùc nghieâng caøng

lôùn thì khaû naêng phaûn hoài veà caøng nhoû. Theo baûng thoâng soá kyõ thuaät vaø hình 3.10 thì khaû naêng

phaûn hoài cuûa caûm bieán sieâu aâm coù goùc laø hôn 500 nhöng coù nhieàu tröôøng hôïp thì trong vuøng

500 khoâng phaùt hieän ra vaät caûn.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 30-

3.2.5.4 - Phoå taàn soá cuûa caûm bieán :

Phoå taàn soá cuûa caûm bieán khaù roäng. Ñoái vôùi ñaàu phaùt, phaùt maïnh nhaát ôû taàn soá 40kHz,

caùc taàn soá khaùc cuõng ñöôïc phaùt ñoàng thôøi, nhöng tín hieäu yeáu hôn. Ñoái vôùi ñaàu thu, phoå taàn soá

roäng hôn vaø ñoä suy giaûm cuûa caùc taàn soá laân caän 40kHz khoâng nhieàu laém, seõ laøm aûnh höôûng tín

hieäu nhaän veà, coù laãn nhieàu tín hieäu nhieãu.

Hình 3.11 – Phoå taàn soá cuûa caûm bieán sieâu aâm MA40B8R/S

3.3 – CAÙC SAI SOÁ NHIEÃU PHOÅ BIEÁN ÑOÁI VÔÙI CAÛM BIEÁN SIEÂU AÂM :

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 31-

3.3.1– Hieän töôïng phaûn xaï khuyeách taùn :

Hieän töôïng phaûn khueách taùn hay coøn goïi laø hieän töôïng forecasting. Theo lyù thuyeát, ñeå

coù khoaûng caùch ñuùng caûm bieán sieâu aâm phaûi höôùng vuoâng goùc vôùi beà maët caàn ño. Nhöng treân

thöïc teá, caùc chöôùng ngaïi vaät khoâng bao giôø laø phaúng mòn, hoaëc goùc cuû a caûm bieán höôùng ñeán

beà maët vaät caûn khoâng chaéc seõ luoân vuoâng goùc, neân tia phaûn xaï khoâng töông öùng vôùi goùc tôùi.

Nhö ñaõ trình baøy ôû treân, hieän töôïng naøy seõ laøm cho chuøm tia phaûn xaï coù naêng löôïng phaûn xaï

thaáp hôn. Tuy nhieân, ôû moät khoaûng caùch naøo ñoù, caûm bieán sieâu aâm vaãn coù theå ghi nhaän ñöôïc

nhöõng tín hieäu phaûn xaï naøy. Keát quaû laø thoâng soá ñoïc veà cuûa caûm bieán sieâu aâm bò leäch do goùc

môû cuûa caûm bieán sieáu aâm lôùn. Ngoaøøi ra, vì goùc môû roäng, neân khoâng chæ sai veà nhaän daïng vò trí

chöôùng ngaïi vaät, maø khoaûng caùch ghi nhaän cuõng bò sai leäch.

Hình 3.12 – Hieän töôïng phaûn xaï khueách taùn.

3.3.2 – Hieän töôïng ñoïc cheùo :

Hieän töôïng ñoïc cheùo (crosstalk) laø hieän töô ïng caûm bieán sieâu aâm naøy ghi nhaän tín hieäu

phaûn xaï hoaëc tröïc tieáp töø caùc caûm bieán sieâu aâm khaùc, hoaëc sau quaù trình soùng sieâu aâm truyeàn

ñi vaø phaûn xaï qua caùc beà maët vaø quay laïi caûm bieán moät caùch khoâng mong muoán.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 32-

Hình 3.13 – Hieän töôïng ñoïc cheùo

Hình 3.14 – Hieän töôïng ñoïc cheùo

3.3.3 – Aûnh höôûng cuûa tröôøng gaàn vaø tröôøng xa :

Muïc tieâu chung cuûa haàu heát caùc thieát bò sieâu aâm laø taïo ra chuøm ñôn höôùng coù cöôøng ñoä

ñoàng nhaát vaø giôùi haïn vaä t lyù ñeå ñaït ñöôïc ñoä phaân giaûi khoâng gian toát.

Tuy nhieân moät nguoàn soùng troøn vôùi ñöôøng kính baèng moät böôùc soùng taïo ra maët soùng

caàu xuaát phaùt töø beà maët tinh theå, sau ñoù chuøm tia phaân höôùng nhanh choùng, caùc maët soùng gia o

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 33-

thoa taêng cöôøng vaø trieät tieâu, keát quaû taïo ra soùng cöïc kyù phöùc taïp. Beân caïnh ñoù caùc vuøng

loaõng vaø neùn taïo ra chuøm tia khoâng ñoàng nhaát.

Hình 3.15 – Caùc maët soùng ñöôïc taïo ra töø nguoàn aâm.

Cöôøng ñoä chuøm tia khoâng ñoàng nhaát toàn taïi ôû vuøng tröôøng gaàn (vuøng khoâng phaân kyø)

vaø chuøm ñoàng nhaát ôû tröôøng xa (vuøng phaân kyø). Tröôøng xa goïi laø vuøng Fraunhofer vaø tröôøng

gaàn laø vuøng Fresnel. [1]

Hình 3.16 –Phaàn chuøm tia chæ ra tröôøng gaàn vaø tröôøng xa.

Khoaûng caùch D chæ ñoä saâu tröôøng gaàn. Goùc ñaëc tröng cho söï phaân taùn tröôøng xa.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 34-

Trong luaän vaên naøy, thieát bò ñöôïc tính toaùn phaân giaûi trong vuøng tröôøng xa coù ñoä ñoàng

nhaát ñeå ñaït ñöôïc ñoâ phaân giaûi khoâng gian toát. Hôn n öõa taàm queùt cuûa thieát bò ñoøi hoûi queùt trong

vuøng khaù roäng, neân thieát bò chæ coù theå hoaït ñoäng trong vuøng tröôøng xa.

3.4 – KEÁT LUAÄN :

Chöông naøy ñöa ra lyù thuyeát cô sôû veà sieâu aâm, töông taùc cuûa sieâu aâm ñoái vôùi moâi

tröôøng maø ta caàn quan taâm, lyù thuyeát veà caûm bieán sieâu aâm, caùc thoâng soá cuûa caûm bieán seõ söû

duïng vaø caùc sai soá nhieãu thöôøng gaëp ôû caûm bieán sieâu aâm. Nhöõng lyù thuyeát naøy seõ ñöa ra caùi

nhìn toaøn dieän veà ñeà taøi, cuõng nhö moät so á vaán ñeà caàn giaûi quyeát vaø vaän duïng.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 35-

Chöông 4

THÖÏC HIEÄN VAØ KEÁT QUAÛ

Chöông seõ trình baøy phöông phaùp thöïc hieän ñeà taøi baèng phaàn cöùng, ñöa ra sô ñoà khoái

chính cuûa maïch ñieàu khieån phaùt vaø thu cuûa caûm bieán sieâu aâm, tính t oaùn vaø ñöa ra giaûi thuaät xöû

lyù phaân giaûi doïc cho caûm bieán. Töø ñoù, tieán tôùi hình thaønh moâ hình cô baûn veà thieát bò sieâu aâm

doø ñöôøng cho ngöôøi khieám thò.

4.1 – THÖÏC HIEÄN MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN :

Hình 4.1 – Sô ñoà khoái

Yeâu caàu ñaàu tieân cuûa thieát bò laø soùng sieâu aâm phaùt ra coù cöôøng ñoä ñuû maïnh ñeå truyeàn

ñi trong khoâng khí vaø neáu gaëp vaät caûn seõ phaûn hoài trôû veà neân caàn khueách ñaïi coâng suaát cho tín

hieäu ra. Beân caïnh ñoù theo lyù thuyeát veà tính chaát aùp ñieän cuûa caûm bieán sieâu aâm, khi ñaët moät

ñieän aùp vaøo 2 cöïc cuûa tinh theå aùp ñieän, seõ gaây neùn vaø giaõn tinh theå, nghóa laø taïo ra chuyeån

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 36-

ñoäng cô. Ñieàu ñoù taïo ra moät chuøm sieâu aâm töø caûm bieán. Neân ôû ñaây ta seõ kích vaøo ñaàu phaùt

moät xung vuoâng coù chu kyø öùng vôùi taàn soá phaùt cuûa caûm bieán, T = 25 s.

Hình 4.2 – Xung kích cho ñaàu phaùt tín hieäu.

Tín hieäu truyeàn ñi vaø quay veà ñöôïc ñaàu thu nhaän laïi. Vì trong quaù trình truyeàn trong

khoâng khí, tín hie äu bò suy giaûm ñaùng keå, neân tín hieäu nhaän veà coù cöôøng ñoä khaù nhoû caàn ñöôïc

khueách ñaïi tröôùc khi ñöôïc xöû lyù. Tín hieäu seõ qua hai taàng tieàn khueách ñaïi vaø khueách ñaïi, ôû

ñaây con TL082 seõ giöõ nhieäm vuï khueách ñaïi tín hieäu nha än veà. Tín hieäu nhaän veà coù daïng sin,

neân seõ ñöôïc naén thaønh daïng xung vuoâng qua con LM311 tröôùc khi ñöa vaøo vi xöû lyù.

Vi xöû lyù ñoùng vai troø laø boä ñieàu khieån thu -phaùt ñoàng boä cho ñaàu thu vaø phaùt. Caùc chaân

S-port vaø R-port cuûa maïch seõ ñöôïc noái vôùi vi xöû lyù 89C51. Chaân S -port noái vaøo chaân P3.4 vaø

chaân R-port noái vaøo chaân P3.2.

Ngoaøi ra, vi xöû lyù seõ nhaän vaø ñeám thôøi gian treã cuûa tín hieäu phaûn hoài veà töø ñaàu thu, döïa

treân xung tín hieäu nhaän tö ø chaân P3.2 so vôùi thôøi gian baét ñaàu phaùt xung kích ñöôïc ñieàu khieån ôû

chaân P3.4. Roài tieán haønh so saùnh caùc moác thôøi gian theo nhö tính toaùn ban ñaàu vaø chuyeån ñoåi

thaønh tín hieäu caûnh baùo töông öùng. Roài xuaát tín hieäu ra loa hoa ëc tai nghe ñeå ngöôøi khieám thò

coù theå nhaän bieát.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 37-

Hình 4.3 – Sô ñoà maïch thu vaø phaùt tín hieäu thöïc hieän.

Trong phaïm vi luaän vaên naøy chæ tieán haønh so saùnh ôû 3 moác :

1 m öùng vôùi t =c

R2 = 5882 s

1,8m öùng vôùi t =c

R2 = 10588 s

2,6m öùng vôùi t =c

R2 = 15294 s

Theo ñoù giaûi thuaät so saùnh ñöôïc ñöa ra nhö sau:

So saùnh laàn löôït vôùi caû 3 möùc töø gaàn ñeán xa. Moãi so saùnh cho keát quaû ñuùng seõ kích xung ra loa

thoâng qua chaân P3.1 cuûa vi xöû lyù, loa seõ phaùt tín hieäu caûnh baùo “beep” trong voøng 5ms. Theo

ñoù neáu vaät caûn ôû gaàn nhaát (trong taàm 1m) loa seõ phaùt 3 tieáng “beep”, neáu vaät caûn ôû khoaûng

trung bình (trong taàm 1,8m) loa seõ phaùt 2 tieáng “beep”, vaø neáu vaät caûn ôû xa (trong taàm 2,6m)

loa seõ phaùt 1 tieáng “beep”.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 38-

Hình 4.4 – Giaûi thuaät so saùnh

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 39-

Chöông trình vieát cho vi xöû lyù :

//************************************************************

CHUONG TRINH DO KHOANG CACH BANG SONG AM

//************************************************************

#include <REGX51.H>

/*#include <stdio.h>

#define BYTELOW(v) (*(((unsigned char *) (&v) + 1)))

#define BYTEHIGH(v) (*((unsigned char *) (&v)))

void test1 (void) {

BYTELOW(x) = BYTEHIGH(x);

BYTEHIGH (x) = 5;

}

//============================================================

//Khai bao cac chan su dung trong chuong trinh

//============================================================

;Transceive pins

TransPort BIT P3.4 ;Khai bao chan xuat tin hieu

ReceiPort BIT P3.2 ;Khai bao chan nhan tin hieu

BeepPort BIT P3.1 ;Khai bao chan nhan bao

//============================================================

//Khai bao cac bien toan cuc

//============================================================

unsigned long gBT=100; //Thoi gian phat tieng beep (5mS)

unsigned long gBTC=0; //Dem thoi gian phat tieng beep

unsigned long gRRC=0; //Dem khoang thoi gian thu

unsigned long gCMP=5000; //Timeout

bit gRF=0; //Co bao hieu dang thu

bit gOTF=0; //Co bao tran timeout

bit gBF=0; //Co cho phep bao chuong

//============================================================

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 40-

// NGAT NGOAI 0

//============================================================

void int_ext0 (void) interrupt 0 using 3 {return;}

//============================================================

// NGAT TIMER0

//============================================================

void int_tmr0 (void) interrupt 1 using 1

{ if(gRF)

{ if(++gRRC>gCMP)

{ gOTF=1;

gRRC=0;

}

}

if(gBF)

{ if (--gBTC==0)

{ P3_1=!P3_1;

}

}

else

{ gBTC=gBT;

}

return;

}

//============================================================

// NGAT NGOAI 1

//============================================================

void int_ext1 (void) interrupt 2 using 3 {return;}

//============================================================

// NGAT TIMER1

//============================================================

void int_tmr1 (void) interrupt 3 using 2

{ return;

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 41-

}

//============================================================

// NGAT PORT NOI TIEP

//============================================================

void int_srl (void) interrupt 4 using 3 {return;}

//============================================================

//******************* CHUONG TRINH CHINH *********************

//============================================================

void main(void)

{ unsigned long mC=0;

EA=0; //Khong cho phep ngat toan cuc.

IE=0x00; //Cam tat cac cac ngat

TMOD= 0x02; //Timer0 che do 2 (8 bits tu nap), Timer1 che do 16 bit

TH0=205; //Timer0 ngat sau 50uS.

TL0=205; //Timer0 ngat sau 50uS.

ET0=1; //Cho phep ngat bo dinh thoi 0.

TR0=1; //Khoi dong Timer0.

EA=1; //Cho phep ngat toan cuc.

P0=0xFF;

P1=0xFF;

P2=0xFF;

P3=0xFF;

gCMP=10000;

while(1)

{ P3_4=0;

gRF=1;

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 42-

gOTF=0;

gRRC=0;

for(mC=0; mC<20; mC++)

{;}

P3_4=1;

while(!gOTF)

{ if(P3_2==0)

{ gOTF=1;

gRF=0;

if(gRRC<100)

{ gBT=200;

gBF=1;

}

else if(gRRC<210)

{ gBT=400;

gBF=1;

}

else if(gRRC<310)

{ gBT=600;

gBF=1;

}

else

gBF=0;

}

else if(gRRC>310)

{ gBF=0;

gOTF=1;

gRF=0;

}

}

}

}

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 43-

4.2 – KEÁT QUAÛ THÖÏC TEÁ :

Maïch thöïc teá :

Hình 4.5 – Maïch thöïc hieän

Hình 4.7 – Maïch ôû cheá ñoä hoaït ñoäng

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 44-

Hình 4.8 – Khoái maïch xöû lyù thu phaùt

Xung kích cho ñaàu phaùt (ño baèng dao ñoäng kyù choïn taàm 2V/div):

Hình 4.9 – Xung kích

Tín hieäu nhaän veà trong khoaûng R min = 20cm vaø chöa qua khueách ñaïi (thu baèng dao ñoäng kyù

choïn taàm 10mV/div):

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 45-

Hình 4.10 – Tín hieäu phaûn hoài trong taàm R min

Tín hieäu nhaän veà trong khoaûng R = 40cm – 70cm vaø chöa qua khueách ñaïi (thu baèng dao ñoäng

kyù choïn taàm 10mV/div):

R = 40 cm

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 46-

R = 50cm

R = 60cm

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 47-

R = 70 cm

Hình 4.11 – Caùc tín hieäu phaûn hoài trong caùc taàm R khaùc nhau

Tín hieäu bò suy giaûm khi khoaûng caùch xa do maát maùt naêng löôïng, do quaù trình haáp thuï

aâm cuûa moâi tröôøng, nghóa laø naêng löôïng aâm bò tieâu taùn trong moâi tröôøng . Khi khoaûng caùch

caøng xa thì maát maùt caøng lôùn do quaù trình taùn xaï xaûy ra caøng taêng vaø do söï môû roäng chuøm tia,

caùc tia töø truïc chính thì ít bò aûnh höôûng, nhöng ôû vuøng laân caän (goùc 25 o) thì baét ñaàu bò suy giaûm.

Vì vaäy, ñeå ñaùnh giaù vaø xöû lyù ñöôïc tín hieäu thì caàn cho tín hieäu qua boä khueách ñaïi. tín hieäu thöïc

teá chöa qua khueách ñaïi chæ töø vaøi mV ñeán 35mV.

Do caùc tín hieäu ñöôïc phaùt vaø thu gaàn lieân tuïc neân caùc tín hieäu phaûn hoài ghi nhaän baèng

dao ñoäng kyù coù söï leäch pha. Tuy nhieân, ôû ñaây ta chæ quan taâm thôøi gian tín hieäu truyeàn ñi trong

khoâng khí, nhaän bieát baèng thôøi ñieåm vi xöû lyù kích baét ñaàu phaùt xung cho ñeán khi tín hieäu vöøa

quay trôû veà vi xöû lyù. Tuøy vaøo caùc giaù trò Rmin vaø Rmax maø ta choïn trong taàm caûm bieán, töø ñoù

tính toaùn thôøi gian phaùt xung vaø chu kyø phaùt -thu cho moãi laàân ñoïc cuûa caûm bieán :

Vaän toác truyeàn aâm trong khoâng khí ôû 28 oC :

smc /2,348)286,0(4,331)6,0(4,331

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 48-

Thôøi gian phaùt xung :

msc

RSPL 15,1

2,348

2,022 min

Thôøi gian nhaän xung phaûn hoài :

msc

RT echo 17

2,348

322 max

Tuy nhieân, tín hieäu trôû veà coù daïng sin, ñeå vi xöû lyù coù theå nhaän bieát thì caàn naén tín hieäu

sang daïng xung vuoâng roài môùi ñöa vaøo vi xöû lyù.

Tín hieäu sau khi xöû lyù, ñaõ ñeám thôøi gian vaø so saùnh seõ chuyeån sang tín hieäu caûnh baùo.

Coù theå ñaùnh giaù vaät caûn trong 3 phaïm vi sau :

Taàm 1 m öùng vôùi 3 tieáng “beep”

Taàm 1,8m öùng vôùi 2 tieáng “beep”

Taàm 2,6m öùng vôùi 1 tieáng “beep”

4.3 – KEÁT LUAÄN :

Chöông naøy trình baøy veà quaù trình thöïc hieän luaän vaên, giaûi thuaät xöû lyù vaø caùc keát quaû

ñaït ñöôïc. Hoaøn thaønh phaân giaûi doïc cho caûm bieán. Tuy nhieân ñaây khoâng phaûi laø giaûi phaùp toái

öu, nhöng töø keát quaû ñaït ñöôïc seõ ñöa ra nhöõ ng höôùng caûi tieán sau naøy.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 49-

Chöông 5

KEÁT LUAÄN – HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN

So vôùi muïc tieâu ban ñaàu ñaõ ñeà ra, trong luaän vaên naøy ñaõ tieán hoaøn thaønh ñöôïc caùc noäi

dung sau:

Tìm hieåu lyù thuyeát sieâu aâm, caûm bieán sieâu aâm.

Tìm hieåu moät soá ñeà taøi ñaõ ñöôïc thöïc hieän ôû nöôùc ngoaøi.

Ñöa ra giaûi thuaät phaân giaûi doïc cho moâ hình thieát bò, tính toaùn phaân giaûi doïc vaø xöû lyù

baèng maïch ñieän töû.

Ñaùnh giaù keát quaû nhaän ñöôïc.

Cuï theå laø töø vieäc tham khaûo ñeà taøi ñaõ ñöôïc thöïc hieän ôû nöôùc ngoaøi löïa choïn ra caùch

thöùc tieán haønh thöïc hieän moâ hình thieát bò theo nhö yù töôûng ñeà ra ban ñaàu, löïa choïn caùch thöùc

phaân giaûi doïc cho thieát bò, caùch thöùc chuyeån thaønh tín hieäu giao tieáp vôùi ngöôøi s öû duïng.

Tuy nhieân, do thôøi gian tieán haønh ñ eà taøi coù giôùi haïn, neân chæ môùi tieán haønh ñöôïc phaàn

phaân giaûi doïc cho thieát bò, chöa ñöa ra ñöôïc moâ hình thieát bò. Thuaät toaùn xöû lyù cuõng chæ cho

pheùp caûnh baùo chöôùng ngaïi vaät ôû 3 moác cuï theå ñaõ tính toaùn tröôùc.

Veà taàm queùt cuûa thieát bò, ban ñaàu döï tính laø 4m, nhöng do caûm bieán khoâng oån ñònh vaø

maïch khoâng theå khueách ñaïi lôùn hôn, se õ bò nhieãu, neân taàm queùt ñöôïc giôùi haïn laïi coøn 2,6m.

Nhöng haàu heát caùc ñeà taøi ñaõ tham khaûo tröôùc ñoù cuõng chæ môùi cho pheùp nhaän dieän vaät caûn

trong taàm 4m trôû laïi.

Beân caïnh ñoù coù moät haïn cheá cuûa soùng sieâu aâm laø ñeå ñaùnh giaù chính xaùc khoaûng caùch

vaät caûn, thì xung phaùt caàn ñi phöông vuoâ ng goùc vôùi beà maët vaät caûn vaø quay trôû veà theo phöông

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 50-

ñoù, gaàn truïc chính taàm queùt cuûa caûm bieán cho keát quaû chính xaùc. Vì vaäy, vaán ñeà ñaët ra laø boá trí

caûm bieán. Caàn ñaët caûm bieán ôû vò trí queùt ñöôïc haàu heát vaät caûn. Vì va äy moâ hình thieát bò döï kieán

neân boá trí caûm bieán treân moät caây gaäy caàm tay, vì :

Ñaây laø vò trí coù theå queùt ñöôïc vuøng coù nhieàu vaät caûn (gaàn maët ñaát).

Caûm bieán chæ môùi ñöôïc xöû lyù phaân giaûi doïc, neáu thieát keá moâ hình caàm ôû tay thì

seõ coù phaân giaûi ngang nhôø tính chuû ñoäng cuûa ngöôøi khieám thò.

Döïa treân thoùi quen cuõ cuûa ngöôøi khieám thò laø thöôøng caàm gaäy trong di chuyeån.

Höôùng phaùt trieån cho ñeà taøi :

Phaân giaûi ngang cho ñeà taøi: baèng caùch duøn g 2 caëp caûm bieán trôû leân vaø boá trí

khoái caûm bieán, roài duøng thuaät toaùn tính toaùn phaân giaûi cho caùc caûm bieán. Töø ñoù

seõ ñònh vò vò trí chöôùng ngaïi vaät chính xaùc hôn. Giaûi thuaät phaân giaûi ngang ñeà

nghò coù theå söû duïng laø phöông phaùp xaùc suaát phaân boá hay duøng coâng thöùc

Bayes.

Aùp duïng hieäu öùng Doppler cuûa sieâu aâm ñeå nhaän bieát vaät caûn chuyeån ñoäng.

Luaän vaên toát nghieäp www.bme.vn

- 51-

Taøi lieäu tham khaûo :

[1] Ts.Nguyeãn Ñöùc Thuaän, Ts.Nguyeãn Vuõ Sôn, Ks.Traàn Anh Vuõ (2003). Cô sôû kyõ thuaät sieâu

aâm. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi.

[2] David T.Batarseh (1997). An ultrasonic ranging system for the blind . Department of

Agricultural and Biological Engineering, Mississippi State University.

[3] Timothy S.Lane and Martyn J.C.Berry (1997). Anti collision system. Mechanical and

Aerospase Engineering Department, State University of New York at Buffalo.

[4] Buøi Taán Anh, Voõ Vaên Beù, Phaïm Thò Nga. Sinh lyù I – AÂm thanh vaø sieâu aâm trong y hoïc .

Tröôøng Ñaïi hoïc Caàn Thô.

http://www.ctu.edu.vn/coursewares/khoahoc/sinhly/ch2.htm

[5] Alan Howarth, M.P. Dòch vuï thö vieän cho ngöôøi khieám thò – Caåm nang thöïc haønh toát nhaát .

Thö vieän Khoa hoïc toång hôïp tp.Hoà Chí Minh

http://www.gslhcm.org.vn/contents/hoat_dong_khiem_thi/tai_lieu/dv_tv_cho_nguoi_khiem_thi /c

am_nang_thuc_hanh_tot_nhat/

[6] K.Sonar. Seeing theworld with sound – the Bat K.Sonar. Bay Advanced Technologies Ltd.

http://www.batforblind.co.nz

[7]Fabio Piana. The PSoC RangeFinder - A Sipmle Ultrasonic Distance Meter. CY8C26443

PSoC Microcontroller, Cypress MicroSystems, Inc.

{8} muRata. Piezoeelictric Ceramic Sensor (PIEZOTITE) – Ultrasonic Sensors.