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。

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。

2. 動作原理

(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

4. 準備

5. テストコード

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

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。

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）。

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:

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

3. フローチャート

4. テストコード

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

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。

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

3. フローチャート

4. テストコード

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

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。