sonar sensor
디지털미디어디자인과 _ 이시내/조선미
1. sonar sensor의 정의 및 원리
초음파를 이용한 거리감지 센서.
sonar sensor는 초음파를 만들어 송출하고 반사되어
돌아오는 시간차를 계산하면거리계가 되고,
단지 수신량의 변화나 세기를 비교검출하면
물체의 유/무 탐지기가 된다.
sonar sensor에서 쓰이는 초음파의 발생 · 검출을 크게
나누면 전자유도현상, 자왜현상, 압전현상 중 하나를 이용한다.
일반적으로 이들은 동일구조로 초음파의 발생과 감지가
가능하며 이것을 합쳐서 sonar sensor라고 한다.
이 센서는 초음파압의 절대값보다는 초음파 존재의
유무, 초음파 펄스파면의 상대적크기를 이용 하는 경우가 많다.
sonar sensor는 음파의 메아리현상을 이용한다.
음파를 발생시키는 EMITTER부분이 있어 음파가 되돌아온
시간차를 분석하여 물체의 유무를 감지한다.
2. sonar sensor의 종류
초음파의 특성을 이용하거나 초음파를 발생시켜
거리나 두께, 움직임 등을 검출하는 센서.
초음파 용접기, 세척기, 플라스틱 본딩, 가공 등에
이용되는 고음압용과 생산 제어, 비파괴 검사,
침입 검사, 물성 측정, 의료 진단, 지연 선로, 신호 처리 등에
활용되는 저음압용이 있다.
로봇이나 u-센서에서 물체를 지각하고 거리를 측정하는 데
이용되는 초음파 센서로는 음의 발생과 검출을 겸하는 것으로
특정한 결정 구조를 갖는 물질의 압전(piezoelectricity) 소자와
고전압 펄스를 인가할 경우 정전 인력에 의해 진동이 발생하는
정전 효과 방식이 있다.
3. sonar sensor의 사용용도
-자동 현관문– 가게 앞에 사람이 가면 자동으로 문이 열린다.
초음파를 반사시켜 사람을 감지한다.
-자동차 후방센서–요즘 많이 사용.자동차뒤에 사람이나 물건등을 감지.
-태아 검사 –흔히 초음파검사라고 해서 몸속에 있는 태아를 검사할때 사용됨.
-초음파거리측정기 — 따로 자를 사용하지 않고, 초음파로 거리를 측정하는 장치.
-소너탐지기 — 잠수함에서 상대방 배나 잠수함을 찾을때 사용함, 물속에서는
전파를 사용하지 못하기때문에 초음파를 사용함.
어군탐지기도 이와 동일한 방법을 사용함.
-초음파가습기 –초음파로 물을 기체로 만들어 가습역할을 하도록 만든것.
-초음파 세척기–흔히 안경점등에 보면 렌즈닦을때 사용.이역시 초음파를 사용.
-초음파 미용기–초음파로 피부의 각질을 제거하는 미용기구.
-초음파 모터– 고가의 카메라를 보면 렌즈를 움직이는 모터로 초음파모터를 사용하기도 함.
4. sonar sensor의 사용예시
_1 Arduino와 sonar sensor를 이용한 거리감지 테스트
_2 Poly-NYU Mechatronics project – Smart Sprinkler
_3 Reactive Wall Test using Sonar
_4 sonar sensor를 이용한 로봇
http://www.youtube.com/watch?v=cHEB-k_bq-s
_5 arduino sonar buzzer php twitter
_6 자동차 후진 감지
자동차의 장착된 sonar sensor는 이러한 위험도 감지할 수 있다.
_7 sonar sensor를 이용한 강아지에게 먹이를 주는 장치
_8 손의 거리에 따라 책장이 넘겨지는 작품
5. sonar sensor의 전망
sonar sensor가 바다의 어획탐지기로 사용되었을 때는
초음파로 거리를 측정하는 돌고래에게 큰 치명타를 줄 수 있다.
2009년 4월 8일 영국 일간 타임스에 따르면 하와이 해양생물학연구소(HIMB)의
실험결과, 군용 소나에서 나오는 초음파가 돌고래와 고래 등을 길게는
40분 동안 귀머거리로 만드는 것으로 나타났다.
고래류는 물속을 이동할 때 청력이 가장 중요한데, 소나로 인해 일시적으로
귀머거리가 되면 고래는 방향감각을 상실해 뭍으로 나오는 등 이상 증세를
보일 수 있다. 통상 고래나 돌고래는 소나와 같이 자신의 이동을 방해하는
소음이 있을 경우 빠르게 헤엄쳐 벗어날 능력이 있다.
하지만 난류와 한류가 만나거나 복잡한 해안 지형에서는 돌고래가
소나의 ‘덫’으로부터 빨리 탈출할 수가 없다.
소나는 바다 속 한류 대나 복잡한 해저지형에서 반사에 반사를 거듭해
돌고래가 ‘소나의 덫’에 갇혀 버리게 된다는 것이다.
이렇듯 소나는 “어획탐지”로 쓰였을 경우에는 생명에게 큰 치명타를 줄 수도 있다.
그렇지만 이를 올바르게 이용한다면, 거동이 불편한 노인들에게 키워지는
애완견에게 애완견의 거리에 따른 먹이재공,시각장애인용을 위한
시각장애용 지팡이(거리에 따라 위험감지를 음성이나 진동으로 전달하는 형식)등
사람들에게 편리함과 유용함을 줄 수 있게 개발될 수 있을 것이다.
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강형모 이정익 변상우
Final output
목업을 원래 의도 대로 마무리 하였습니다. 구현도 손을 보려했지만 테스트때는 값을 잘 넘겨 주던 마이크로 콘덴서가 어떤 문제로 인해 “753~752″ 값만 보내주어 원래 의도하였던 구동에는 실패하였습니다. 4학년 최윤호군은 증폭해주는 부품을 따로 써야 한다고 조언해 주었습니다. ㅜㅜ 아쉽게도 증폭기가 준비되지않아 구현하는 영상은 촬영할 수 없었습니다. 대신 스틸컷을 첨부 하겠습니다.
구동 이미지
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<외부모습>
<내부모습>
<다큐멘테이션>
http://blog.naver.com/norangi7/80097504336
클릭하시면 영상을 보실 수 있습니다.
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따뜻한 바다 이불
a799190 오은주 | a799193 오혜영 | a799195 우유리
중간과정
도큐멘팅
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황희선, 김수미, 이보나의
기말프로젝트 ‘어항의 속삭임’ 입니다.
* 완성된 프로젝트 사진 *
*간단한 작품 설명 *
: 물고기의 자유롭고 싶은 마음을 낭만적인 성격을 가지고 있는 어항이 우리에게 시로써 통역해 줍니다. (김녹촌 – 바다는 찰랑찰랑)
양 쪽에는 총3개의 적외선 거리감지 센서가 부착 되어있습니다. 각 센서마다 정해진 센서값이 되면 파도, 해초, 하늘이 움직임으로써 물고기가 있는 환경을 변화시킵니다. 이 이미지는 시 ‘바다는 찰랑 찰랑’과 어우러 지게 하였습니다.
그리고 센서값이 정해진 조건에 만족하여 파도, 해초, 하늘이 움직일때에는 그 변화를 쉽게 알아볼 수 있도록 물방울이 퍼져 나가면서 시각적으로 변화가 있음을 알려준 후 파도, 해초, 하늘의 배경 요소가 움직이게 됩니다.
* 기말프로젝트를 마치며 *
벌써 한학기가 끝나고 문득 지금까지 해왔던 프로젝트들을 떠올려 보았습니다.
2학년 부터 Interactive한 과제를 하게 될때 인간의 행동에 대한 과제를 많이 해왔는데 이번에는 조금 특별하게도 인간이 아닌 실제 물고기를 대상으로 한 것이어서 그중에서도 특별히 기억에 남는 프로젝트이었습니다.
처음에는 인간이 제어하기 힘든 물고기를 가지고 Interactive한 어떠한 것을 만든다는 것은 어려워 보였습니다.
저희는 많은 고민 끝에 ‘인간이 유도하고, 제어하려고 하지않고 물고기 그 자체로써 자연스러운 Interaction Design을 해보자. ‘라고 생각했습니다. 그렇게 생각하면서 작업을 진행해 보니 어렵게 느껴지지 않았습니다.
그리고 저희가 이 프로젝트를 진행하면서 새롭게 느낀것이 있습니다.
바로 적외선 거리감지 센서가 유리를 통과하고 물 안에서도 작동이 된다는 것이었습니다.
그사실을 확인하기 전에는 이 문제가 저희 과제의 제일 큰 난관이자 제일 먼저 풀어야 할 숙제였습니다. 그래서 저희는 가장 먼저 교수님과 함께 유리그릇안에 물을 넣고 테스트를 해보았습니다. 그 큰 문제가 풀리니 기술적인 문제와 디자인을 보강하는 것 밖에 남지않아 수월했습니다. 그 문제를 가장 먼저 테스트 해본 것이 저희 이번 프로젝트가 잘 진행되었던 이유중 하나였던것 같습니다.
정말.. 이번 프로젝트는 저희에게 여러가지 실험적인 요소들을 도전적으로 해내었다는 것에 큰 의미가 있었습니다.
그리도 도전적인 실험 정신을 이끌어낼 자신감이 생겨난 프로젝트이었습니다.
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1.돼지 머리에 있는 동전투입구에 동전 통로를 부착.
2.골판지에 모니터가 나올부분을 자른후 큰 구조물을 만들었다.
3,동전을 인식할수 있는 스위치(상단부)와 아듀이노 및 브레드 보드를 설치(하단부)하였다.
4.하단부에 있는 아듀이노와 브레드 보드의 모습
5.전면 하단부에 적외선 거리감시 센서 설치.
6.서보모터를 안쪽 벽면에 고정시킨후 전선과 피스를 사용해 돼지코와 연결시켰다.
7.완성된 외곽 구조물.
<진행중 수정된 사항>
최초에 계획한 외관 디자인은 커다란 돼지 배속에서 영상이 나오는 형태로 하려고 했으나
만들어진 머리 사이즈와 모니터 사이즈의 차이가 너무 커서 비율상 불가능하다고 판단하였다.
때문에 모니터는 돼지우리로 모양을 바꾸고 머리사이즈에 맞게 몸을 만들어
마치 돼지가 우리를 올라타고 있는듯한 모양으로 만들기로 하였다.
<소프트 웨어 진행사항>
-돼지가 떨어지는 음식을 받아먹을때의 상황을 좀더 디테일 하게 애니메이션 주었다.
-음식이 떨이지면 고개를 구부려 는다.
-떨어지는 음식에 맞을경우 헤롱헤롱 거린다.
19가지의 음식이 랜덤하게 떨어지게 된다.
-돼지가 음식을 먹으면 음식이 한번에 없어지지 않고 점점 작아지게 된다.
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서보모터와 적외선 거리감지 센서 연결 및 작동 테스트
<서보모터 및 적외선 감지센서 >
<동전감지 스위치 구조>
<스위치 와 센서 플래쉬 연동 테스트>
적외선 감지센서(아날로그 인풋)와 스위치(디지털 인풋)로 입력을 아듀이노로 각각 받아서
아날로그 인풋은 서보모터로 전송이돼 감지값에 따라 작동되고 디지털 인풋은 시리얼통신프로그램 (SERPROXY)로 통해 플래쉬로 값이 전송이돼 수치가 1이 되면 작동하게 된다.
테스트 결과 적외선 감지센서와 서보모터는 경우 무난하게 잘 작동하고
스위치는 민감하게 잘 작동되나 진동이 심할경우 동전이 두개씩 나오는 문제점이 생겨 좀더 둔감하게 조정할 필요가 있다.
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진행과정 : 프로토타입제작
새집
on/off 스위치를 새집 바닥에 위치
모이통
새 소리
