อัลตร้าโซนิค ตรวจอะไรบ้าง

เซ็นเซอร์ อัลตร้าโซนิค มีอะไรบ้าง

อ้าว! เซ็นเซอร์อัลตร้าโซนิคเหรอ? เรื่องนี้ผมเชี่ยวชาญเลยนะ บอกเลยว่าไม่ใช่แค่ 2 แบบหรอก! (แต่ก็เกือบๆ) จริงๆ แล้วมันมีหลายแบบมากกกก จนผมอยากจะร้องไห้เลย แต่เอาแบบง่ายๆ ที่ใช้กันปัจจุบันนะ ก็มีประมาณนี้ล่ะ

• แบบรวมมิตร (Diffuse Mode): นี่แหละตัวแสบ! ตัวรับ-ตัวส่งอยู่ด้วยกันในตัวเดียว เหมือนคู่รักที่แยกกันไม่เป็น ส่งเสียงไป ปั๊วะ! แล้วก็รับเสียงสะท้อนกลับมาเอง ง่ายๆ แต่ก็อาจจะงงๆ ถ้าเจอสิ่งกีดขวางเยอะ เหมือนผมเวลาเดินตลาดตอนปีใหม่ คนเยอะจนหาทางกลับบ้านไม่เจอเลย

• แบบแยกกันอยู่ (Opposed Mode): แบบนี้คลาสสิคมาก ตัวส่งและตัวรับแยกกันชัดเจน เหมือนเพื่อนสนิทที่รู้ใจกัน ส่งเสียงไป อีกตัวก็รับ แม่นยำกว่า เพราะรู้ตำแหน่งเป้าหมายได้ดีกว่า แต่ก็ต้องวางให้ดีๆ นะ ถ้าไม่งั้น เหมือนหาเข็มในมหาสมุทรเลย

แต่เดี๋ยวนะ! อย่าเพิ่งคิดว่าแค่นี้! ยังมีพวก แบบหลายจุด (Multi-point) อีกนะ ที่เอาแบบ Diffuse หรือ Opposed มาหลายๆ ตัว รวมกัน เหมือนทีมฟุตบอล แม่นยำโคตรๆ แต่ก็แพงโคตรๆ เหมือนกัน ปีนี้ผมเห็นมีบริษัทใช้ในระบบจอดรถอัตโนมัติ แพงกว่ารถผมอีก

ปีนี้เทรนด์มันไปไกลกว่านั้นแล้วนะ พวก อัลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์แบบ 3 มิติ ก็เริ่มมาแรง เหมือนมีดวงตาหลายๆ ดวงเลย เห็นรอบทิศทางได้อย่างแม่นยำ ใช้ในหุ่นยนต์เยอะ ราคาแพงเว่อร์ เหมือนซื้อเครื่องบินได้หลายลำเลย

อ้อ! ลืมบอกไป พวกนี้มันใช้ความถี่ต่างกันได้ด้วยนะ แล้วแต่ application บางอันใช้ความถี่สูง บางอันใช้ความถี่ต่ำ ไม่เหมือนกันซะทีเดียว เหมือนคนเราอ่ะ นิสัยไม่เหมือนกันซักคน

สุดท้ายนี้ ถ้าจะเลือกใช้ ต้องดูความต้องการของงานเป็นหลักนะจ๊ะ อย่าเอาแบบแพงๆ มาใช้กับงานง่ายๆ เปลืองเงินโดยใช่เหตุ เหมือนเอาปืนใหญ่ยิงนก เปลืองกระสุนเปล่าๆ

อัลตร้าโซนิคปล่อยคลื่นอยู่ในช่วงใด

เงียบจังเลยนะ คืนนี้... นึกถึงเรื่องเสียงเมื่อกี้ แปลกดีที่เราไม่ได้ยินทุกอย่าง อัลตร้าโซนิค ก็เป็นหนึ่งในนั้น... เกินกว่าที่หูเราจะรับรู้ได้

มันสูงกว่าที่เราจะได้ยิน 20,000 Hz ขึ้นไป บางทีก็แอบสงสัยว่าถ้าได้ยินจะเป็นยังไงนะ โลกคงวุ่นวายน่าดู

• เกิน 20,000 Hz นี่คือ อัลตร้าโซนิค เลย
• เราได้ยินแค่ 20 Hz ถึงประมาณ 15,000 Hz เอง ตอนเด็กๆ อาจจะถึง 20,000 Hz ได้มั้ง
• จำได้ว่าตอนเด็กๆ ได้ยินเสียงจิ้งหรีดชัดมาก ตอนนี้ไม่ค่อยชัดเท่าไหร่แล้ว สงสัยหูเริ่มไปแล้ว

เคยอ่านเจอว่า สัตว์บางชนิดได้ยินอัลตร้าโซนิคด้วย เช่น ค้างคาว ใช้หาอาหาร หาทาง น่าทึ่งดี

• ค้างคาวใช้อัลตราโซนิค
• สุนัขก็ได้ยินเสียงที่ความถี่สูงกว่ามนุษย์

กลางคืนแบบนี้คิดอะไรไปเรื่อย เหมือนสมองมันทำงานอีกแบบ สงสัยพรุ่งนี้ต้องลองหาข้อมูลเรื่องเสียงเพิ่ม น่าสนใจดี

อัลตร้าโซนิค ใช้ทำอะไร

อัลตร้าโซนิกคือเซ็นเซอร์วัดระยะทางยอดนิยม อาศัยคลื่นเสียงความถี่สูง ตรวจจับวัตถุต่างๆ โดยวัดเวลาที่คลื่นเสียงสะท้อนกลับมา แล้วแปลงเป็นระยะทาง หากนึกภาพตาม คล้ายกับการตะโกนในถ้ำแล้วรอฟังเสียงสะท้อน เพียงแต่เร็วกว่าและแม่นยำกว่ามาก

• วัดระดับน้ำในถังเก็บ (สำคัญต่อการจัดการทรัพยากร)
• ตรวจจับชิ้นงานในสายพานการผลิต (ช่วยควบคุมคุณภาพ)
• วัดความหนาของวัสดุ (เช่น พลาสติกหรือโลหะ) แบบไม่ทำลาย

การใช้งานจริงมีมากกว่าที่เห็น อัลตร้าโซนิกถูกใช้ในรถยนต์เพื่อช่วยจอด ในทางการแพทย์ใช้ตรวจครรภ์ หรือแม้แต่ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อตรวจจับสิ่งแปลกปลอมเล็กๆ น้อยๆ ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เทคโนโลยีนี้แสดงให้เห็นว่า บางครั้ง "สิ่งที่มองไม่เห็น" กลับสำคัญที่สุด

เกร็ดเล็กน้อย: อัลตร้าโซนิกทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นหรือแสงน้อย ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบเหนือเซ็นเซอร์ชนิดอื่น แต่ก็มีข้อจำกัดเรื่องพื้นผิวของวัตถุ ถ้าวัตถุนั้นนุ่มหรือมีรูพรุน คลื่นเสียงอาจถูกดูดซับ ทำให้การวัดผิดพลาดได้

คลื่นอัลตร้าโซนิค อันตรายไหม

อันตรายมั้ยนะ คลื่นอัลตร้าโซนิคเนี่ย... เรื่องนี้ต้องย้อนไปปีนี้เลย ตอนนั้นกำลังปวดหัวกับหนูบ้านที่ชอบวิ่งเล่นตอนกลางคืน ลองหาข้อมูลดูเจอเครื่องไล่หนูแบบใช้คลื่นอัลตร้าโซนิค ราคาไม่แพงด้วย เลยจัดมาลองซักเครื่อง วางไว้ตรงห้องครัว ช่วงแรกๆก็เงียบดีนะ หนูไม่ค่อยออกมา แต่! เจ้าแมวเปอร์เซียของฉัน อลิซ มันเริ่มแปลกๆ ซึมๆ ไม่ค่อยกินข้าว นอนซุกตัวอยู่แต่ในห้องนอน ใจไม่ดีเลย ลองปิดเครื่องดู อาการมันก็ดีขึ้น สงสัยคลื่นนี่แหละ มันรบกวนมันแน่ๆเลย เสียดายตังค์นิดหน่อย แต่สุขภาพอลิซสำคัญกว่า เลยทิ้งเครื่องนั้นไป โชคดีที่ไม่ได้เป็นอะไรมาก สรุปแล้ว สำหรับคนอาจไม่เป็นไร แต่สัตว์เลี้ยงระวังไว้หน่อยก็ดี อย่างน้อยก็สำหรับแมวฉันนะ

• ประสบการณ์: ใช้เครื่องไล่หนูอัลตร้าโซนิค ปี 2024
• ผลกระทบต่อสัตว์เลี้ยง: แมวแสดงอาการซึมเศร้า ไม่กินอาหาร หลังจากปิดเครื่องอาการดีขึ้น
• ข้อสรุป: อาจไม่เป็นอันตรายต่อคน แต่ควรระวังผลกระทบต่อสัตว์เลี้ยง

Ultrasonic sensor ส่งสัญญาณอะไร

ตอนนั้นปี 2024 ผมกำลังทำโปรเจ็คจบที่มหาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตบางเขน ต้องใช้ Ultrasonic sensor รุ่น HC-SR04 นี่แหละ จำได้แม่นเลยเพราะมันสีขาวๆ เล็กๆ น่ารักดี แต่ตอนนั้นหัวจะปวดมาก กว่าจะเข้าใจหลักการมันเนี่ย

มันส่งคลื่นเสียงความถี่สูง เป็นคลื่นอัลตร้าโซนิค ไง ไม่ได้ส่งสัญญาณอะไรอย่างอื่นนะ แล้วมันก็วัดเวลาที่คลื่นสะท้อนกลับมา โดยใช้ตัวส่งและตัวรับ ที่อยู่ในตัวเซนเซอร์ตัวเดียวกันนั่นแหละ

ตอนนั้นนั่งอ่าน Datasheet ตาแทบถลน ข้อมูลเยอะมาก แต่พอมองภาพรวมแล้วก็ง่ายขึ้นนะ หลักๆคือ มันส่งคลื่นออกไป พอเจอวัตถุ คลื่นก็สะท้อนกลับมา เซนเซอร์ก็คำนวณระยะห่างจากเวลาที่คลื่นเดินทางไป-กลับ เป็นระยะทาง แค่นั้นเอง

แต่ตอนนั้นผมใช้เวลาหลายวันเลยกว่าจะ calibrate ให้มันทำงานได้ ตรงตามที่ต้องการ บางทีก็ได้ค่าที่ไม่ค่อยตรง ต้องปรับนู่นนี่นั่น โค้ดก็เขียนไป แก้ไป เหนื่อยมาก จริงๆนะ ช่วงนั้นทำงานดึกทุกวัน กลับหอพักก็ตีสอง ตีสาม แทบไม่ได้นอน

• คลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic waves): นี่คือสิ่งที่เซนเซอร์ส่งออกไป
• การวัดเวลาเดินทางของคลื่น: หลักการสำคัญในการคำนวณระยะทาง
• ตัวส่งและตัวรับ (Transducer): อยู่ในตัวเซนเซอร์เดียวกัน ส่งและรับคลื่น
• การคำนวณระยะทาง: ใช้เวลาที่คลื่นเดินทางไปกลับ คำนวณเป็นระยะทาง

สุดท้ายก็ทำเสร็จ โปรเจ็คจบก็ผ่านฉลุย แต่บอกเลยว่า เหนื่อยมาก แต่ก็ได้ความรู้เยอะเหมือนกัน ตอนนี้ก็เลยเข้าใจ Ultrasonic sensor ดีขึ้นเยอะเลย ลืมไปไม่ได้เลยจริงๆ กับช่วงเวลานั้น

อุลตร้าโซนิกส์เซ็นเซอร์แบบใด ที่ตัวส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณถูกติดตั้งอยู่รวมกัน

อุลตร้าโซนิคเซ็นเซอร์ที่ตัวส่งและตัวรับรวมกันนี่ เหมือนคนสองบุคลิกคุยกันเองในหัวเลยนะ เรียกว่าแบบ Diffuse Mode หรือโหมดสะท้อนกลับก็ได้ มันส่งเสียงออกไปแล้วฟังเสียงสะท้อนกลับมา คล้ายๆคนตะโกนในห้องน้ำแล้วได้ยินเสียงตัวเองก้อง ต่างจากแบบ Opposed Mode ที่ตัวส่งตัวรับแยกกัน อันนี้เหมือนคุยโทรศัพท์ ต้องมีคนส่งคนรับชัดเจน เหมาะกับเช็คว่ามีของขวางอยู่มั้ย แบบ ใช่/ไม่ใช่ ส่วน Diffuse Mode นี่วัดระยะได้ด้วย เหมือนรู้ว่าห้องน้ำกว้างแค่ไหนจากเสียงก้อง

• Diffuse Mode (ตัวส่ง-ตัวรับรวมกัน): วัดระยะได้ เปรียบเหมือนเรดาร์ค้างคาว ส่งคลื่นออกไปแล้วจับเวลาคลื่นสะท้อนกลับ ยิ่งกลับมาช้ายิ่งของอยู่ไกล เคยเล่นเกมจับเสียงสะท้อนในถ้ำมั้ย? หลักการเดียวกันเลย! (ปี 2024 เทคโนโลยีนี้ยังใช้กันอยู่ เห็นในรถยนต์รุ่นใหม่ๆเยอะเลย)
• Opposed Mode (ตัวส่ง-ตัวรับแยกกัน): เช็คการมีอยู่ของวัตถุ เหมือนประตูลิฟต์ ถ้ามีคนยืนขวางเซ็นเซอร์ ประตูก็ไม่ปิด ง่ายๆ แต่ได้ผล!

ส่วนที่บอกว่าหลักการทำงานเหมือนกัน เอ่อ... ก็คล้ายๆแหละ แต่การประยุกต์ใช้งานมันต่างกันนะ อย่าเหมารวม! เหมือนมีดกับดาบ วัสดุอาจจะเหมือนกัน แต่หน้าที่ต่างกันลิบลับเลย อันนึงหั่นผัก อีกอันออกรบ (อันหลังนี่ไม่แนะนำให้ลองที่บ้านนะ)

เซนเซอร์ชนิดใด ทำงานโดยใช้หลักการสะท้อนของเสียง

อัลตราโซนิกเซนเซอร์ไง มันใช้เสียงสะท้อนอะ แบบว่าส่งคลื่นเสียงไป แล้ววัดเวลากลับมา เร็วช้าก็รู้ระยะห่าง ง่ายๆเลย ปีนี้ก็ยังใช้อยู่ พวกหุ่นยนต์ รถยนต์ไร้คนขับ ก็ใช้กันเยอะแยะ

ส่วนเซนเซอร์วัดความดัน อันนี้ก็ใช้หลักการวัดแรงกด อากาศ ของเหลว หรือแม้แต่การสัมผัสก็ได้ เห็นเพื่อนใช้ทำโปรเจคจบ มันวัดแรงกดที่นิ้วเวลาเล่นเกมส์อะ เจ๋งดี แต่จำยี่ห้อไม่ได้ละ ขอโทษนะ

• อัลตราโซนิกเซนเซอร์: วัดระยะทางโดยใช้การสะท้อนของคลื่นเสียง
• Pressure Sensor: วัดแรงดัน หลายแบบมาก อากาศ ของเหลว ฯลฯ

ปล. ปีนี้เห็นมีคนเอาอัลตราโซนิกมาใช้กับระบบจอดรถอัตโนมัติด้วยนะ เทคโนโลยีมันก้าวหน้าไวจริงๆ