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教學(5)超音波感測應用

吳錫修

Feb 15, 2017

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超音波 (ultrasound) 是指任何頻率超過人類耳朵可以聽到的最高閾值20kHz之聲波或振動

音速 = 331.31 1 . 在⼀⼤氣壓、25°C時音波在空氣中之波速約為 346m/s

超音波測距原理 1/2

2 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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距離 = 音速*發射超音波至接收到反射波之時間/2

超音波測距原理 2/2

3 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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左邊為超音波的發射端 (標示T)，代表Transmitter (發射器)，用來發射20kMHz以上的超音波

右邊則為超音波的接收端 (標示R)，代表Receiver (接收器)，接收反射回來的超音波

檢測範圍：3cm〜4m，最好30度角

mBot超音波模組

4 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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超音波模組預設是接到mCore連接埠3

控制指令

讀取超音波感應器偵測距離值 (到小數點第3位)，回傳值單位cm

搭配運算指令及控制指令使用

mBot超音波模組指令

5 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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1. 連接mBot與PC

2. mBlock選單命令連接>更新韌體

3. 編輯程式區塊

4. 測試

手掌在超音波模組前方移動，觀察數值變化情形

測試超音波模組傳回值

6 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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功能要求

按下按鈕後，mBot開始前進

mBot超音波偵測到前方15公分有障礙物時，後退0.5秒再隨機左轉或右轉前進，自動避開障礙物

mBot自動避障練習 1/2

7

15cm

Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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參考程式

mBot自動避障練習 2/2

8 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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功能要求

當手靠近mBot 20公分內，mBot進入跟隨模式

mBot自動前進或後退與手保持約10公分距離

設計注意事項：

1. 須調校跟隨反應時間及緩衝距離

mBot自動跟隨練習 1/2

9

10cm

Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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參考程式

建立distance及follow變數

mBot自動跟隨練習 2/2

10 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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功能要求

按下按鈕後，mBot開始前進

當mBot超音波偵測到前方有障礙物時，距離10cm自動向右繞道避開障礙物繼續前進

設計注意事項：

1. 須調校障礙物偵測距離及轉彎角度

2. 機體不可碰到障礙物

mBot繞過障礙物練習 1/2

11 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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參考程式

需調校等待時間

mBot繞過障礙物練習 2/2

12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.