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電子工程系車用電子與資訊組
教學(5)
超音波感測應用
吳錫修
September 1, 2017
shapethefuture
 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
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 在⼀⼤氣壓、25°C時音波在空氣中之波速約為 346 M/s
 鯨...
shapethefuture
 距離 =發射超音波至接收到反射波之時間*音速/2
 Distance(cm) = duration*0.0346(cm/us)/2
超音波測距原理 2/2
3 Wu, ShyiShiou Dept. of E...
shapethefuture
 超音波倒車雷達
 超音波霧化器
 超音波洗淨器
 醫學超音波檢查
生活科技應用實例
4 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 左邊為超音波的發射端 (標示T),代表Transmitter (發射器),用來
發射42KHz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
 ...
shapethefuture
 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
6 Wu, ShyiShiou ...
shapethefuture
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
檢測超音波模組傳回值
7 Wu, ShyiShiou Dept. ...
shapethefuture
 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 1/3
8 Wu, ShyiShiou De...
shapethefuture
 程式流程
mBot自動避障練習 2/3
9 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
開始
隨機轉彎
前進
後退0.5秒
按下按鈕
是
否
重覆執⾏
超音波<15
是
否
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 參考程式
mBot自動避障練習 3/3
10 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 1/3
11 W...
shapethefuture
 程式流程
mBot自動跟隨練習 2/3
12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
開始
持續0.1秒
後退
進入跟隨範圍
是
否
重覆執⾏
超音波<10
是
否
前進 停止
超音波>11
是...
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 參考程式
 建立distance及follow變數
mBot自動跟隨練習 3/3
13 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
shapethefuture
 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...
shapethefuture
 程式流程
mBot繞過障礙物練習 2/3
15 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
開始
前進
向右繞道
按下按鈕
是
否
重覆執⾏
超音波<10
是
否
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 參考程式
 需調校等待時間
mBot繞過障礙物練習 3/3
16 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
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mBot 教學5 超音波感測應用

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Updated on September 1, 2017
1.超音波原理與應用
2.mBot 超音波感測應用-自動避障、自動跟隨、繞障礙物

Published in: Software
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mBot 教學5 超音波感測應用

  1. 1. 電子工程系車用電子與資訊組 教學(5) 超音波感測應用 吳錫修 September 1, 2017
  2. 2. shapethefuture  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 346 M/s  鯨豚或蝙蝠利用生物聲納(biosonar)回音定位 (echolocation)來捕 捉獵物或躲避障礙物 超音波測距原理 1/2 2 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  3. 3. shapethefuture  距離 =發射超音波至接收到反射波之時間*音速/2  Distance(cm) = duration*0.0346(cm/us)/2 超音波測距原理 2/2 3 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  4. 4. shapethefuture  超音波倒車雷達  超音波霧化器  超音波洗淨器  醫學超音波檢查 生活科技應用實例 4 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  5. 5. shapethefuture  左邊為超音波的發射端 (標示T),代表Transmitter (發射器),用來 發射42KHz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〜400cm  最佳度角:30 mBot超音波模組 5 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 發射器 接收器
  6. 6. shapethefuture  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 6 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  7. 7. shapethefuture 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 檢測超音波模組傳回值 7 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  8. 8. shapethefuture  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 1/3 8 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 15cm
  9. 9. shapethefuture  程式流程 mBot自動避障練習 2/3 9 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 隨機轉彎 前進 後退0.5秒 按下按鈕 是 否 重覆執⾏ 超音波<15 是 否
  10. 10. shapethefuture  參考程式 mBot自動避障練習 3/3 10 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  11. 11. shapethefuture  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 1/3 11 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 10cm
  12. 12. shapethefuture  程式流程 mBot自動跟隨練習 2/3 12 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 持續0.1秒 後退 進入跟隨範圍 是 否 重覆執⾏ 超音波<10 是 否 前進 停止 超音波>11 是 否
  13. 13. shapethefuture  參考程式  建立distance及follow變數 mBot自動跟隨練習 3/3 13 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  14. 14. shapethefuture  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 1/3 14 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.
  15. 15. shapethefuture  程式流程 mBot繞過障礙物練習 2/3 15 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E. 開始 前進 向右繞道 按下按鈕 是 否 重覆執⾏ 超音波<10 是 否
  16. 16. shapethefuture  參考程式  需調校等待時間 mBot繞過障礙物練習 3/3 16 Wu, ShyiShiou Dept. of E.E.

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