ソナービームをコリメートする

超音波近接センサーを改造する方法を知っている人がいるかどうか疑問に思います。そのため、前方視線範囲は影響を受けませんが、角度の広がりは減少します。光）。この問題を説明するために、el-cheapo HC-SR04センサーを使用して、プラスチックバケツ（25リットル容量）の水位を検出しようと試みています。100％確かではありませんが、バケツの直径は問題だと思います。水位が低くても（センサーから約18〜19インチ）、次のように解釈されます。約8インチ。私が持っている唯一の説明は、ソナーがバケツの壁で跳ね返る波を読んでいるということです。

吸音材を使って作ったコリメータはどうなるのかな？私は低密度フォーム（おそらく発泡スチロール）を試してみますが、本当に吸音性があるかどうかはわかりません。

偶然にも、私はたまたま昨日以来、質問が何を指しているのかほぼ正確に遊んでいます。私の距離センサーユニットは25度の角度を誇っていますが、水のバケツで同じ問題に直面しました。

私の解決策は技術的な驚異ではないかもしれません、そして純粋主義者からの反応がおそらくあるでしょうが、これはうまくいくものです：

• センサーユニットは、直径約2インチ、長さ8インチの柔らかな段ボールチューブを直接指すように設定されます。これは、キッチンホイルロールのコアです。これにより、側面からの誤ったエコーが大幅に減少します。TXとRXの両方がチューブ内にあります。
• TX超音波エミッターの上でティッシュペーパーを2重に折り、外向きの超音波信号を減衰させます。

後者は、HC-SR04が発信信号を低減する簡単な方法を提供せず、すべての方向からの誤検知に対して十分強力であったために必要でした。供給電圧の低減は、ある時点でモジュールが不安定になるまで大きな違いはありませんでした。

私は今、さまざまな高さから私のバケツの水深測定でかなりの精度を持っています。

[編集]これをやっているなんて信じられない：コメントからのリクエストに応じて、私の実験室の写真を私のバスルームで！

拡張バージョンには、TXとRXのそれぞれに2つの段ボールチューブが追加されました-精度とティッシュペーパーが不要になりました。エンジニアリングが承認したダクトテープは便利ではないため、配置はゴムバンドでまとめられています。Helping Handはんだ付けスタンドのワニ口クリップからぶら下がっています。

上の回路基板は超音波センサーで、それからぶら下がっている回路基板はArduino Nanoクローンです。画像の下部にある青い円形のオブジェクトは、公式の深度感知チャンバー、つまり私のバケツです。

TXとRXは、各段ボールチューブに1つずつきちんと配置されています。

左端にあるのは、エンジニアリング部門の公式代表、または少なくともその人の指先です。

これは、配置をよりよく視覚化するのに役立つ場合に備えて、セットアップが側面からどのように見えるかを示しています。

このショーアンドテルがお役に立てば幸いです。

空気中の音波の分散角度は、周波数に反比例します。言い換えれば、周波数が高くなるほど、ビームは「タイト」になります。作成する「コリメータ」は、これらの基本的な物理法則に従う必要があります。しかし、これはあなたの問題ではないと思います。

使用しているソナーユニットの測定角度は30度（中心線から+/- 15度）です。計算を行うと、水上19インチで、直径約10インチの測定領域ができます。これは、5ガロンのバケツの底の直径よりわずかに小さいです。要するに、それはうまくいくはずです。

バケットの側面が測定に干渉しているかどうかを簡単にテストできます。バケツの側面を毛布、セーター、または何層かのタオルのように、やわらかいがやや密度の高いもので裏打ちします。次に、底面で反射するもの（底面自体など）を検出できるかどうかを確認します。

発泡スチロールは、特に超音波装置が動作するより高い周波数では、良好な吸音を行いません。発泡スチロールは、音をよく反射する比較的硬くて平らな表面を持っています。また、音がそれを介して伝播するのを防ぐのに役立つ質量はほとんどありません。ウールのブランケット、厚いフェルト、厚いベルベットなどの素材が適しています。音を吸収するのに優れている素材は、水を吸収するのにも本当に優れています。