فرستنده و گیرنده اولتراسونیک

فرستنده و گیرنده اولتراسونیک|قسمت اول

روشهای متعددی از فاصله یابی با توجه به کاربرد و دقت مورد نظر به کار می روند که در این مقاله,عملکرد,مزایا و معایب خاص هر یک را بررسی می کنیم.مهمترین روشهای فاصله یابی عبارتند از:دوربین های فاصله یاب,لیزر,امواج رادیویی و امواج اولتراسونیک/ فراصوت  (ULtrasonic /Ultrasound  ).
در روش فاصله یابی توسط لیزر -اعم از لیزر مرئی یا مادون قرمز-در جهتی فرستاده می شود که می خواهیم فاصله اجسام را محاسبه کنیم. بازتاب این پرتو ,سپس توسط لنزی مخصوص,دریافت و روی یک سنسور CCD متمرکز می شود . به این ترتیب می توان با محاسبه زاویه پرتو بازتابی ,فاصله را بدست آورد. از این جمله مهمترین مزایای فاصله یابی توسط لیزر میتوان به سرعت و دقت بالا و برد مناسب اشاره کرد . انجام نشدن فاصله یابی مناسب برای اجسام شفاف (مانند شیشه)یا براق (مانند فلزات براق و سطوحی که نور را به شدت  منحرف می کنند )عمده ترین عیب این روش به شمار می رود .فاصله یابی توسط لیزر در صنعت,روباتیک و ……کاربرد های فراوانی دارد.
در روش فاصله یابی توسط امواج رادیویی /رادار (RADAR)و یک موج رادیویی با مایکروویو (Microwave)توسط فرستنده ای  مخصوص و در جهتی مشخص ارسال می گردد و توسط گیرنده ای مخصوص دریافت می شود.در این روش,گیرنده و فرستنده معمولا در یک نقطه قرار دارند . سیگنال بازگشتی, بسیار ضعیف است ,ولی می توان آن را تا حد مطلوب تقویت کرد.
معمولا از رادار برای فاصله یابی در فواصل بسیار دور استفاده می شود.کنترل ترافیک هوایی,کنترل سرعت وسایل نقلیه,مطالعات هوا شناسی و …..,تنها بخشی از کاربرد های رادار به شمار می روند.
در نهایت,ساده ترین و ارزان ترین روش فاصله یابی,استفاده از روش اولتراسونیک است.این روش برای فاصله یابی اجسام در فواصل کوتاه (معمولا کمتر از ۵m)استفاده می شود. در این مقاله,ابتدا چگونگی عملکرد و خواص این روش را بررسی می کنیم و در نهایت,پس از معرفی چند مدار فرستنده و گیرنده امواج اولتراسونیک,نمونه ای از این نوع فاصله یاب را خواهیم ساخت.
فاصله یابی با استفاده از امواج اولتراسونیک
 در فاصله یابی با استفاده از امواج اولتراسونیک,ابتدا امواج را در جهت مورد نظر ارسال می کنیم. این امواج پس از  برخورد با موانع موجود در مسیر,باز می گردند.با محاسبه زمان رفت و برگشت امواج ارسالی و مشخص بودن سرعت امواج اولتراسونیک,می توان فاصله راتعیین کرد. شکل زیر نحوه عملکرد چنین سیستمی را در حالت کلی نشان می دهد. برای بررسی دقیق عملکرد سیستم مورد بحث,در ادامه,مطالب بیشتری را در باره ماهیت امواج اولتراسونیک بیان می کنیم.

سنسور آلتراسونیک