Atualmente, estou trabalhando no meu projeto final do ensino médio, que é basicamente um Radar :) ...
Estou usando o detector SRF05 para detectar objetos que estão perto da superfície do dispositivo. Minha tarefa atual é aprender e resumir todos os diferentes componentes que serão montados no final. (UART, MAX232 74HC244 etc, se você quiser saber :)
Meu professor me disse que quanto mais eu souber sobre esses componentes, melhor farei no meu trabalho e nos exames. Então, eis a minha pergunta: por que as ondas sonoras são a melhor escolha para o SRF05? Além disso, por que os UltraSonic? Quais são os benefícios de usar ondas sonoras, mas não ondas de luz invisíveis, calor ou qualquer outro meio que possa fazer o trabalho? A luz, por exemplo, viaja muito mais rápido, criando assim um resultado melhor e provavelmente será mais eficaz que o som.
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Há alguma análise em /electronics//a/130095/9006 em resposta a uma pergunta sobre como encontrar a posição de um objeto.
A luz, o rádio e a radiação de calor são todos radiação eletromagnética e viajam muito, muito rapidamente. Não é automaticamente verdade que eles fornecem um resultado melhor apenas porque são mais rápidos.
A radiação eletromagnética viaja 1.000.000 vezes mais rápido que o som. Portanto, é muito mais fácil fazer algo que possa medir o tempo que leva para o som percorrer alguns metros do que para a luz. O som viaja a aproximadamente 0,34 metros por milissegundo. Seus ouvidos e cérebro são bons o suficiente para detectar o tempo de vôo em uma sala com cerca de 30 metros ou mais.
Um componente eletrônico para medir a distância usando o tempo de voo do som é de baixo custo. Para obter 0,34 m ou 34 cm, ele precisa trabalhar em um milissegundo (0,001 segundo). O que é sloooooow para qualquer tipo de computador, embora também seja muito mais rápido que uma pessoa. É relativamente simples obter 10 vezes melhor, 3,4 cm, ou seja, 0,1 milissegundos. Para o ultrassom, a 38kHz, esses 0,1 milissegundos são quase 4 ciclos inteiros, o que está dentro dos recursos de eletrônica de baixo custo para medir. Medir 34 cm com 10% de precisão é compreensível e factível.
Medir o tempo de voo de 30 cm com luz seria muito mais difícil. A luz levaria 1.000.000 menos tempo, ou 0.000.000.001 segundos, ou 1 nanossegundo. Medir com precisão de 3 cm seria 0,1 nanossegundo, aproximadamente três vezes mais rápido que um ciclo do microprocessador Intel mais rápido. Portanto, seria muito mais difícil fazer essa medição de 30 cm e ainda mais difícil obter 10% de precisão usando o tempo de voo. Isso pode ser feito, mas não tão barato e fácil quanto o som. Normalmente, não usa tempo de voo, mas uma propriedade diferente de uma onda de luz.
Nota lateral (editar):
Se você deseja mais precisão do que 3,4 cm com som (não luz), como você pode fazer isso? O que torna mais difícil obter muito mais precisão com o SRF05? Pense sobre isso e você pode entender o que os limites impostos pelo SRF05 escolhido impõem e, portanto, obter uma melhor compreensão do sistema.
O animal mais conhecido que usa ultrassom são os morcegos. Eles o usam para medir alcance e posição usando o tempo de voo e dois ouvidos para encontrar informações de direção. Portanto, parte dos sistemas biológicos dos morcegos é capaz de usar o tempo de voo do som suficientemente bem para capturar 'comida' (mariposas e outros insetos) enquanto estiver voando. Isso é muito impressionante. Se você quiser entender mais sobre como o ultra-som pode ser usado, consulte artigos sobre o sistema de localização de eco do bastão . É altamente desenvolvido.
Muitos outros animais emitem ultrassom, por exemplo roedores e alguns insetos. Mas para a maioria, é um mecanismo de comunicação.
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Por que não usar lasers? Este é um link tão excelente que acho que merece ser uma resposta: http://www.repairfaq.org/sam/laserlia.htm#liarfi
A página inteira está cheia de informações sobre o assunto. É difícil extrair um parágrafo específico, pois tudo é relevante, mas esta é uma boa visão geral da técnica.
Lasers (visíveis ou infravermelhos), RADAR etc. funcionam e podem fornecer uma precisão muito alta - com alto custo e complexidade. Para os lasers, é necessário um bom caminho óptico do laser para o receptor e um design cuidadoso do circuito para permitir o tempo necessário para que os sinais viajem pelo circuito.
A medição de distância bruta, mas barata, pode ser feita com LEDs infravermelhos e fotodiodos simplesmente medindo a quantidade de luz refletida no alvo. É difícil calibrar com precisão e vulnerável à iluminação ambiente, mas se você quiser apenas "próximo" ou "distante", pode ser suficiente. Essa é a técnica usada pela câmera à distância Kinect da Microsoft.
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As ondas sonoras são a "melhor" opção para o SRF05, porque você não tem escolha, é um sensor de distância ultrassônico.
Freqüências ultrassônicas são frequentemente usadas para aplicações de medição e diagnóstico pelo motivo de o piso de ruído ser mais baixo em frequências mais altas.
O calor seria extremamente difícil de medir a distância devido à física da difusão térmica.
A luz do laser pode fornecer resultados mais confiáveis e precisos a intervalos maiores e com um custo mais alto, mas deve ser direcionada com precisão.
Um sensor acústico ultrassônico integra a resposta geral do ambiente, permitindo que o pós-processamento das informações faça inferências sobre a distância até mais de um ponto.
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