これはすごいよ!超音波センサーを使ったレーダー

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物体が空中のどの辺にあるかを知るには、距離センサーをたくさん使ったり、カメラをたくさん使ったりします。
今回紹介するのはすんごいです。超音波センサーをちょっと使っただけで物体のxyzの位置を取得できます。

ペンとして使って、絵を描いている様子

こちらはブラブラと揺れているりんごを描いたもの

利用しているのはHC-SR04という超音波センサー。ただし、よくある応答時間をただ測るというものではなく、ただの超音波スピーカーと超音波マイクとして利用しているようです。
distant3出典: coolarduino.wordpress

4つならべた中央の1つだけを送信機として利用しています。
受信した信号はMCP6024という4chアンプで増幅されてarduinoの12bit-1MSPSのA/D変換で取り込まれます。

特徴として

  • スキャンできるのは最大3mまで
  • 2つのものを検出できるが5cm以上離れていないといけない
  • ±30度の範囲
  • Z方向の解像度は12um。(タイプミスではないです、0.012mmのことです)
  • 完全スキャンは16msecかかる。反響がひどい場所だと100msecぐらいにしないといけない

素晴らしい性能ですね。様々なことに利用できると思います。

回路図は
http://uglyduck.ath.cx/HC-SR04E/HC-SR04E.svgz
に公開されています。
ちょっと、プログラムが見当たらないのですがFFTを利用しているようで、FFTをarduinoでやる方法などは載っていました。
それを含めて、これに関する元サイトはこちらです。
http://coolarduino.wordpress.com/2014/08/10/virtual-touch-screen-3d-ultrasonic-radar/