看似萬能的超音波感測器其實有許多限制，一起一探究竟吧!
超音波感測器為什麼這麼難用? 你是否有遇過感測器常常怪怪的，該偵測沒偵測到，或是前面明明沒東西，卻感測到物體?
超音波感測器的原理，就是發射超音波出去，撞到物體之後，接收回來。
常見的HC-SR04這種兩個探 頭的形式，一邊是喇叭發出聲音，另一邊是麥克風接收音波，計算發出去到回來的時間差，推測物體的距離到底是多遠。
所以感測器如果要運作正常，超音波就必須能順利發射出去，撞到東西反彈，然後回來接收到訊號。
超音波感測器距離測量物體不可以太近，這時候因為距離太近沒辦法反彈，超音波根本聽不到回傳的訊號，就會感測錯誤。
但有些超音波的library，會將沒聽到聲音這件事，回傳0cm這個數值，導致許多同學會誤會以為手直接遮住感測器有感測到東西，這其實是錯誤的。
正確的作法是讓感測器距離物體稍微有點距離，至少超過2公分，才能正確感測喔~
HC-SR04這種常見的感測器，最遠偵測大概就是2公尺左右，超過2公尺能不能偵測到就是看被測物體跟運氣了。
畢竟超音波衰弱的程度跟距離成正比，當然有些網拍賣家會寫最遠可偵測3公尺或是4公尺，但老師建議還是以2公尺以內為主比較實際，真的要偵測很遠的物體就換顆更好的感測器吧。
超音波偵測距離的原理，需要物體來反彈聲波，所以如果要偵測很小的物體，比如說橡皮擦大小的東西，最好放進一點，讓反彈的聲波夠大，足夠偵測到。
由於聲波必須反彈回來，所以會吸收聲音的材質就不太適合作為目標物了。
我有些學生會用超音波感測器來偵測家裡的貓狗，但常常感應失敗，通常就是這個原因。
另外衣物的材質影響也很大，尤其是毛衣或是絲質材質，常常感應不良，建議可以選用別種方式來偵測。
超音波發射2公尺外的物件，到反彈回來的時間大約12毫秒，如果在接收的期間又發射第2次超音波，這時候就會接收到第1次超音波的訊號，導致判斷錯誤。
如果用Arduino序列埠觀察，就會發現很穩定偵測的訊號突然跳一個很近的數字，這就是接收到前一次的聲波了。
所以建議每發出一次聲波後，延遲delay約100毫秒，可以讓超音波感測器更為穩定，不會偵測到幽靈訊號。
超音波聲波會依據物體反射，所以如果偵測的物件是平面物件，有可能導致聲波反彈出去，感測器就無法感應回來的訊號。
所以如果需要偵測平面物件一定要注意角度不可過大。
最好的偵測物體就是能讓聲波反彈的東西，所以堅硬的物體以及圓形、不規則形狀的東西，是最適合的。
坊間許多避障車比賽會用寶特瓶來做為障礙物，也是因為這個關係。
如果要偵測物體有沒有經過，球滾過去，或是人經過，請在背後2公尺以內的距離，放上一個物體作為背景物件。
讓超音波平常的狀態都偵測到背景物體，一旦數值變小，就代表有東西通過了。
超音波感測器完全是依靠聲音的速度來計算，所以在程式或是library都會有個數值，需要依據環境的溫度調整。
V(m/s)=331+0.6T(℃)
也就是說20度C的冷氣房音速是343m/s，30度C的戶外是349m/s。
用超音波感測器偵測1公尺的物體，就會有1.7公分的誤差，如果氣溫差越多誤差越大，所以如果要準確一點，記得將程式內的算式修改為正確的音速喔。
댓글