## プロジェクト 18：超音波センサー

### プロジェクト 18.1：超音波測距

1\.  **説明**

超音波センサーはコウモリのようにソナーを利用して物体までの距離を測定します。高精度かつ安定した読み取りが可能な、使いやすい非接触距離検出を提供します。超音波の送信モジュールと受信モジュールが含まれています。

超音波センサーは障害物検知や距離測定のアプリケーションをはじめ、さまざまな電子プロジェクトで広く使用されています。

![](./media/Makecode_0180b169.png)

超音波モジュールはトリガー信号の後に超音波を発信します。超音波が物体に当たり反射して戻ってくると、モジュールはエコー信号を出力するため、トリガー信号（TRIG）とエコー信号（ECHO）の時間差から物体までの距離を算出できます。

図のように、左右に並んだ2つの目のような形をしています。片方が送信側、もう片方が受信側です。

上の配線図によれば、超音波センサーモジュールの統合ポートは、micro:bit用モータードライバ基板の5V G P15 P16ポートに接続されています。Trig（T）ピンはmicro:bitのP15で制御され、Echo（E）ピンはP16に接続されています。

![](./media/Makecode_1174e0ec.png)

2\. **動作原理**

![](./media/Makecode_8ff02741.png)

(1) TRIGをLOWに引き、最低10µsのHIGHパルスを発生させる；

(2) トリガー後、モジュールは自動的に8回の40kHz超音波パルスを送信し、信号の返り（エコー）があるかを検出する；

(3) もし信号の返りがあれば、ECHO（E）がHIGHを出力します。そのHIGHの持続時間が超音波の送信から受信までの時間です。テスト距離 = HIGHの持続時間 \*340m/s\*0.5。 

3\. **仕様**

- 動作電圧: 3-5.5V (DC)

- 動作電流: 15mA

- 動作周波数: 40 kHz

- 最大検出距離: 約3m

- 最小検出距離: 2-3cm

- 精度: 最大0.2cm

- 検出角度: 15度未満

- 入力トリガーパルス: 10µs TTLレベル

- 出力エコー信号: TTLレベル信号（HIGH）を出力し、距離に比例

4\. **準備**

- micro:bitボードをkeyestudio 4WD Mecanum Robot Car V2.0のスロットに差し込む

- 電池を電池ボックスに入れる

- 電源スイッチをONにする

- USBケーブルでmicro:bitをコンピューターに接続する

- Web版のMakecodeを開く


5\. **テストコード**

![](./media/Makecode_497760b1.png)

“JavaScript”をクリックして対応するJavaScriptコードを表示します:

![](./media/Makecode_387f3243.png)

6\.  **テスト結果**

コードをmicro:bitにダウンロードし、USBケーブルを接続したままPOWERスイッチをONにします。距離の値がモニタに表示されます。

![](./media/Makecode_2cd74c16.png)

モニタには、障害物と超音波センサー間の距離が表示されます（下図参照）。

![](./media/Makecode_422adea3.png)

CoolTermを開き、OptionsをクリックしてSerialPortを選択します。COMポートとボーレートを115200に設定します（テストによりMicro:bitのUSBシリアル通信のボーレートは115200です）。“OK”と“Connect”をクリックします。

CoolTermのシリアルモニタは以下のように距離値を表示します:

![](./media/Makecode_69b06998.png)

### プロジェクト 18.2：超音波による回避

![Img](./media/Makecode_13139b46.png)

1\. **説明**

このプロジェクトでは、超音波センサーと車両を組み合わせて超音波回避車を作ります。

その原理は、超音波センサーで車と障害物の距離を検出し、スマートカーの動作を制御することです。

2\.  **準備**

- micro:bitボードをkeyestudio 4WD Mecanum Robot Car V2.0のスロットに差し込む

- 電池を電池ボックスに入れる

- 電源スイッチをONにする

- USBケーブルでmicro:bitをコンピューターに接続する

- Web版のMakecodeを開く

3\.  **フローチャート**

![Img](./media/Makecode_e2adae4b.png)

4\.  **テストコード**

![](./media/Makecode_05a4740b.png)

![Img](./media/Makecode_d7879887.png)

“JavaScript”をクリックして対応するJavaScriptコードを表示します:

![](./media/Makecode_c8f86a24.png)

![](./media/Makecode_13baf1d6.png)

5\.  **テスト結果**

コードをmicro:bitにダウンロードし、本体とPOWERをONにします。障害物との距離が20cmより大きい場合は車が前進します；逆に、スマートカーは左に曲がります。

### プロジェクト 18.3：超音波追従

![Img](./media/Makecode_d17a7889.png)

1\. **説明**

前回のレッスンでは、ライントラッキングセンサーの基本原理を学びました。次に、超音波センサーを車両と組み合わせて超音波追従車を作成します。

超音波センサーは障害物との距離を検出し、車の動作状態を制御します。

2\. **準備**

- micro:bitボードをkeyestudio 4WD Mecanum Robot Car V2.0のスロットに差し込む

- 電池を電池ボックスに入れる

- 電源スイッチをONにする

- USBケーブルでmicro:bitをコンピューターに接続する

- Web版のMakecodeを開く

3\. **フローチャート**

![Img](./media/Makecode_f5026aed.png)

4\. **テストコード**

![](./media/Makecode_03b95531.png)

“JavaScript”をクリックして対応するJavaScriptコードを表示します:

![](./media/Makecode_a93c8245.png)

5\. **テスト結果**

コードをmicro:bitにダウンロードし、シールド上のPOWERスイッチをONにすると、スマートカーは障害物を追従して移動できるようになります。