Politechnika Warszawska

Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Instytut Systemów Elektronicznych

Łukasz Tarasiuknr albumu: 246280

Praca Inżynierska

„Moduł rozpoznawania powierzchni

w automatycznym robocie sprzątającym w oparciu

o czujniki ultradźwiękowe”

Praca wykonana pod kierunkiem:

dra inż. Grzegorza Tarapaty

Warszawa 2015

1

Tematem badań prowadzonych w ramach pracy inżynierskiej jest opracowanie metody

pomiaru rodzaju powierzchni płaskich. W tym ujęciu rodzaj powierzchni jest rozróżniany na

powierzchnie twarde i miękkie. Twarde powierzchnię są to np. betony, płytki ceramiczne,

gresy, wykładziny PCV. Powierzchnie miękkie to dywany i wykładziny tekstylne. Informacja

o rodzaju powierzchni ma być wykorzystana przez robota sprzątającego powierzchnie płaskie.

Do przeprowadzenia pomiarów zostały wykorzystane dwa przetworniki ultradźwiękowe.

Jeden nadaje sygnał w kierunku powierzchni, drugi odbiera odbity sygnał. Rodzaj

powierzchni jest określany na podstawie poziomu odebranego przez odbiornik sygnału.

W ramach badań zostały przebadane trzy rodzaje czujników. Pomiar został przeprowadzony

przy wykorzystaniu mikrokontrolera STM32F429ZI, który jest częścią zestawu rozwojowego

STM32f429 Discovery Disco (rys. 3). W ramach badań zostały wykonane próbki podłoży

(tab. 8) oraz wózek pomiarowy (rys. 7-10).

Metoda ultradźwiękowa okazała się skuteczna przy określaniu rodzaju powierzchni.

Praca dyplomowa opisuje etap projektowania systemu pomiarowego. Ostatnie paragrafy

przedstawiają wyniki pomiarów.

Module to detect type of surface in automatic cleaning device designed using ultrasonic

sensors.

The main aim of this study is to develop measurement method to detect type of surface

applied for autonomous cleaning robots. In this case surface type is classified as tough type

and soft type. Tough types are for example ceramic tiles, concrete, PCV floor-covering. Soft

types are represented by carpets. The method that was shown is implemented in

measurement module in cleaning robot. Detection was executed by using ultrasonic

detectors. For the surface detection two ultrasonic transducers were applied. The first one was

used as a signal source, while the second transducers had to detect signal reflected form

examined surface. Principle of operation of applied method is base on measurement of signal

level scattered by tested surface and received by ultrasonic transducer. The thesis shows

carried out tests and obtained results are discussed.

2

Spis treści

1. Wstęp.......................................................................................................................................4

1.1 Cel pracy...........................................................................................................................5

2. Zastosowanie ultradźwięków..................................................................................................6

2.1 Przetworniki ultradźwiękowe...........................................................................................7

4. Koncepcja pomiaru.................................................................................................................9

5. Użyty sprzęt..........................................................................................................................10

5.1 Przetworniki ultradźwiękowe.........................................................................................10

5.2 System mikroprocesorowy.............................................................................................10

6. Testy funkcjonalne wybranej metody pomiarowej...............................................................11

7. Projekt zasilania nadajnika....................................................................................................12

8. Projekt odbiornika.................................................................................................................14

9. Stanowisko pomiarowe.........................................................................................................16

10. Testowanie stanowiska pomiarowego.................................................................................20

10.1 Charakterystyki częstotliwościowe..............................................................................20

10.2 Czas nadawania sygnału pobudzającego......................................................................22

10.2.1 Para przetworników ultradźwiękowych o częstotliwości 40 kHz........................23

10.2.2 Para przetworników ultradźwiękowych o częstotliwości 175 kHz......................24

10.2.3 Para przetworników ultradźwiękowych o częstotliwości 300 kHz......................24

10.3 Obserwacja sygnału na wejściu i na wyjściu przetworników szczytowych................25

10.4 Próbkowanie sygnału z wyjścia przetwornika szczytowego........................................26

10.4 Badanie wpływu kierunkowości czujników na poziom odebranego sygnału..............27

10.5 Pomiary statyczne.........................................................................................................29

10.6 Rozróżnialność powierzchni w warunkach dynamicznych..........................................30

11. Detekcja rodzaju podłoża....................................................................................................33

11.1 Pomiary: podłoża twarde..............................................................................................33

11.2 Pomiary: podłoża miękkie............................................................................................35

12. Wpływ czynników zakłócających.......................................................................................37

13. Podsumowanie....................................................................................................................40

14. Dodatki................................................................................................................................42

15. Bibliografia.........................................................................................................................43

3

1. Wstęp

Od wielu lat obserwuje się automatyzację wielu procesów przemysłowych, praca

człowieka jest wspomagana przez maszyny w wielu aspektach jego działalności. W wielkich

halach produkcyjnych człowiek jedynie nadzoruje pracę maszyn. Urządzenia

wykorzystywane w przemyśle są szybsze, dokładniejsze, mogą pracować bez przerw. Postęp

w mechanizacji jest również widoczny gdy mówimy o zachowaniu czystości wielkich hal

produkcyjnych czy powierzchni biurowych. Człowiek wykorzystuje do sprzątania m in.

odkurzacze, myjki ciśnieniowe, czy znane z dużych powierzchni handlowych roboty

sprzątające powierzchnie płaskie. Do obsługi wszystkich tych urządzeń w dalszym ciągu jest

potrzebny człowiek. Potrzeby rynku determinują działanie firm produkujących wspomniane

urządzenia. Jednym z pomysłów zaproponowanych przez rodzimą firmę jest stworzenie w

pełni autonomicznego robota sprzątającego powierzchnie płaskie. Urządzenie przypominające

znane z centrów handlowych maszyny miałoby działać w pełni samodzielnie. O ile sam

proces sprzątania implementowany w maszynach sprzątających jest dobrze opanowany, o tyle

samodzielne poruszanie się maszyn jest jeszcze tematem w którym można zrobić krok na

przód.

Celem badań prowadzonych w ramach pracy inżynierskiej jest stworzenie modułu

wspierającego pracę autonomicznego urządzenia sprzątającego powierzchnie płaskie. Funkcją

systemu jest informowanie jednostki sterującej robotem o rodzaju powierzchni po której się

porusza. Każda powierzchnia wymaga użycia innej metody sprzątania. W ogólności

powierzchnie można podzielić na powierzchnie typu twardego i miękkiego. Twarde podłoża

są to głównie takie powierzchnie na których można stosować wszelkie metody czyszczenia,

zarówno na mokro jak i na sucho. Są to na przykład płyty ceramiczne, gresy, betony

i wykładziny PCV. Powierzchnie miękkie są to dywany i wykładziny. Na tych podłożach

wykluczone jest czyszczenie na mokro z powodu ryzyka zniszczenia.

Propozycją rozwiązania problemu detekcji rodzaju podłoża jest zastosowanie

ultradźwięków. Przedstawione rozwiązania i badania dotyczą testowania wybranych

przetworników piezoelektrycznych, ich oceny pod kątem użyteczności niezawodności

detekcji rozróżniania powierzchni.

4

1.1 Cel pracy

Celem pracy jest opracowanie metody pomiarowej służącej do detekcji rodzaju

powierzchni po której porusza się robot sprzątający. Następnie na podstawie uzyskanych

wyników badań należało zaprojektować autonomiczny moduł pomiarowy, zbudować go, oraz

przetestować. Poniższa lista obejmuje najważniejsze cechy i założenia systemu.

1. bezkontaktowy pomiar,

2. działanie w środowisku o podwyższonej wilgotności,

3. powtarzalność wyników pomiaru,

4. niewrażliwość na zakłócenia zewnętrzne,

5. niski pobór mocy (robot ma być zasilany z akumulatora),

6. możliwie niska cena,

7. nieskomplikowana konstrukcja mechaniczna,

8. niewielkie wymiary,

9. łatwość w produkcji seryjnej (niewrażliwość na rozrzuty produkcyjne),

10. rynkowa dostępność podzespołów wykorzystanych do produkcji.

Wynik pomiaru musi być podawany w postaci zero-jedynkowej. Gdy powierzchnia

jest twarda i niewrażliwa na długotrwałe zamoczenie robot może użyć wody lub innych

środków myjących (detergentów, lub innych powierzchniowo czynnych). Gdy powierzchnia

po użyciu wody może wymagać długotrwałego suszenia wówczas robot nie powinien jej

moczyć. System musi być odporny na kształt powierzchni, a reagować jedynie na jej

twardość.

5

2. Zastosowanie ultradźwięków

Ultradźwiękami nazywamy mechanicznie zjawiska falowe o częstotliwości większej

niż zakres częstotliwości akustycznych, dźwięk przemieszcza się na skutek drgań cząstek

materii wywołanych drganiami źródła[1]. Pod wpływem źródła dźwięku, którym jest

najczęściej drgająca płytka, w gazach i cieczach powstaje płaska fala podłużna. W ciałach

stałych, w zależności od kierunku i rodzaju drgań źródła cząstki materii mogą drgać

w różnych kierunkach.

Długość fali ultradźwiękowej jest zależna od częstotliwości i prędkości rozchodzenia

się dźwięku (1).

λ=cV

(1)

Jeśli fala ultradźwiękowa dociera do granicy dwóch różnych ośrodków, wówczas tylko

część jej przenika dalej, a pozostała część ulega odbiciu. Natężenie fali odbitej jest zależne od

stosunku impedancji akustycznych obu ośrodków (2).

R=

J odb

J pad

=(Z1−Z2

Z1+Z2)

2 (2)

Tabela 1: Impedancje akustyczne wybranych materiałów

Materiał Impedancja akustyczna Za [ kg/m2 • s]

powietrze 426

aluminium 16 900 000

szkło 15 400 000

guma 1 400 000

stal 45 600 000

Ze względu na bardzo małą wartość impedancji akustycznej powietrza współczynnik

odbicia jest równy prawie 100% do wszystkich pozostałych materiałów.

Tłumienie fal akustycznych jest spowodowane: tarciem między cząsteczkami ośrodka,

zamianą energii fali na ciepło. Obok tłumienia osłabienie fali jest też spowodowane

rozpraszaniem, czyli odbiciem cząstek od materii. Rozpraszanie występuje szczególnie

wyraźnie gdy materiał ma strukturę ziarnistą i gdy długość fali jest porównywalna

z wielkością ziaren.

6

Warto również wspomnieć, że tłumienie ultradźwięków rośnie wraz ze wzrostem

częstotliwości.

Źródłem ultradźwięków jest najczęściej drgająca płytka. Płytkę do drgań można

pobudzić wykorzystując zjawiska piezoelektryczne i piezomagnetyczne. Zjawiska te polegają

na tym, że materiał zmienia swoje właściwości elektryczne pod wpływem naprężeń,

i odwrotnie, ulega naprężeniom pod wpływem zmiany jego parametrów elektrycznych.

Z czujników piezoelektrycznych najczęściej wykorzystuje się przetworniki kwarcowe. Pod

wpływem naprężeń na powierzchni kryształu kwarcu o odpowiednich wymiarach pojawiają

się ładunki elektryczne, a gdy przyłożymy do ścianek płytki naprzemienne napięcie

o odpowiedniej częstotliwości, wówczas płytka zacznie drgać.

Ultradźwięki są powszechnie wykorzystywane w wielu dziedzinach, zarówno

w specjalistycznych zastosowaniach inżynierskich jak i w komercyjnych urządzeniach

wykorzystywanych przez przeciętnego człowieka. Inżynierowie wykorzystują ultradźwięki do

konstruowania różnych urządzeń pomiarowych służących m in. do badania wytrzymałości

konstrukcji, przepływów płynów, badania właściwości materiałów, pomiaru odległości,

pomiaru grubości, badania lepkości płynów czy obrazowania przedmiotów. Do popularnych

urządzeń, które wykorzystują ultradźwięki, można zaliczyć myjki czy sonary służące do

echolokacji pod wodą. Szerokie zastosowanie ultradźwięków jest również widoczne

w medycynie czy kosmetologii. Zabiegi pielęgnacji ciała, czyszczenie kamienia nazębnego,

inspekcja narządów wewnętrznych w tym popularne USG nienarodzonego dziecka, czy

niszczenie kamieni nerkowych skupioną wiązką promieniowania o dużej mocy, to tylko

niektóre zastosowania ultradźwięków.

2.1 Przetworniki ultradźwiękowe

Na rynku jest dostępna szeroka oferta przetworników ultradźwiękowych.

Różnorodność wykorzystania ultradźwięków różnicuje technologie wykonania i parametry

mechaniczne obudowy. Z uwagi na niskie koszty produkcji modułu pomiarowego pod uwagę

zostały wzięte jedynie czujniki piezoelektryczne wykorzystywane głównie do pomiaru

odległości w wolnej przestrzeni. Tabela 2 pokazuje zróżnicowanie najważniejszych

parametrów tanich przetworników piezoelektrycznych stosowanych do pomiaru odległości

dostępnych na rynku.

7

Tabela 2: Wybrane właściwości czujników piezoelektrycznych stosowanych do badania

odległości

częstotliwość [kHz] 25 ÷ 400

szerokość wiązki [°] 7 ÷ 110

czułość [dB/V/μbar] -90... -65

napięcie zasilania [Vpp] do 500

zakres detekcji [m] 1... 18

wodoodporność ak/nie/bd

cena [zł] 10... 100

wymiary zewnętrzne -

8

Rysunek 1: Przetworniki ultradźwiękowe: (od lewej) MCUSC16A40S12R0,

MCUSD14A58S9RS-30C, MCUSD13A300B09RS. Producent: Multicomp

4. Koncepcja pomiaru

Dolna granica ultradźwięków jest jednocześnie progiem dźwięków słyszalnych przez

człowieka. Człowiek, gdy znajduje się w otoczeniu twardych i gładkich powierzchni, słyszy

swój głos znacznie głośniej niż gdy znajduje się np. w kabinie bezechowej. Jest to związane

z odbijaniem/wytłumianiem/rozpraszaniem fali na powierzchni na którą pada dźwięk. Ta

cecha fali dźwiękowej zostanie przebadana dla fali ultradźwiękowej.

Do badań zostanie wykorzystana para przetworników ultradźwiękowych

w konfiguracji nadajnik/odbiornik. Nadajnik nada falę w kierunku powierzchni. Odbiornik

odbierze odbite promieniowanie (rys. 2). Poziom sygnału odebranego będzie parametrem

badanym dla różnych rodzajów podłoża.

Są trzy główne parametry fali, które można by zbadać. Są to: amplituda, czas przelotu

wiązki, przesunięcie fazy. Czas przelotu wiązki jest ściśle związany z parametrem h (rys. 2).

Przesunięcie fazy jest przede wszystkim związane z wysokością modułu nad badaną

powierzchnią. Faza jak i czas przelotu wiązki nie niosą więc ze sobą żadnej użytecznej

informacji do rozwiązania postawionego problemu. Trzecim możliwym do zbadania

parametrem jest amplituda fali odebranej. Poziom odebranego sygnału jest również zależny

od wysokości, ale znacznie silniej zależy on od rodzaju powierzchni od której odbija się fala.

W tym przypadku należy spodziewać się zależności między poziomem odebranego sygnału

i rodzajem powierzchni od której następuje odbicie.

9

Rysunek 2: Koncepcja pomiarowa

5. Użyty sprzęt

5.1 Przetworniki ultradźwiękowe

Czujniki piezoelektryczne są najtańsze i charakteryzują się małymi wymiarami. Cechy

różniące przetworniki to przede wszystkim: częstotliwość pracy, szerokość wiązki, czułość

czy napięcie zasilania. Najważniejszymi cechami mechanicznymi są wodoszczelność

i wymiary zewnętrzne. Do badań wybrano trzy rodzaje czujników. Wybrane parametry

czujników przedstawiono w tabeli 3.

Tabela 3: Parametry wybranych przetworników ultradźwiękowych

producent MULTICOMP MULTICOMP MULTICOMP

typMCUSD16A40S12R

OMCUSD19A175B11.5RS MCUSD13A300B09RS

częstotliwość [kHz] 40±1 175±10 300±15

napięcie zasilania

[Vp-p]bd 200 200

max napięcie zasilania [Vp-p] bd 500 400

kierunkowość 50° 7 ± 2° 10 ± 2°

materiał aluminium aluminium aluminium

temperatura pracy -35°C do 85°C -20°C do +80°C -20°C do +80°C

wodoodporność bd wodoodporny wodoodporny

5.2 System mikroprocesorowy

Do przeprowadzenia pomiarów i sterowania pracą przetworników ultradźwiękowych

został wykorzystany zestaw rozwojowy STM32f429 Discovery Disco z mikrokontrolerem

STM32F429ZI (rys. 3). Komunikacja z komputerem została zrealizowana przy użyciu

USART i konwertera USB – COM.

10

Rysunek 3: STM32f429 Discovery Disco

6. Testy funkcjonalne wybranej metody pomiarowej

Przed przystąpieniem do projektowania własnego systemu detekcyjnego zostały

wykonane pomiary weryfikujące wybraną metodę pomiarową. Nadajnik ultradźwiękowy był

zasilany z generatora laboratoryjnego sygnałem sinusoidalnym o napięciu międzyszczytowym

Eg = 20V. Odebrany sygnał był obserwowany na ekranie oscyloskopu. W tej sposób zostały

przebadane tylko czujniki 40 kHz, ponieważ napięcie generatora było niewystarczające do

pobudzenia drgań w czujnikach 175 kHz i 300 kHz. Parametry pomiaru zgodne ze schematem

z rys. 2. Wartości parametrów w tabeli 4. Wyniki pomiarów w tabeli 5.

Tabela 4: Warunki pomiaru

h[mm] d[mm] α[°] δ[°]

50 25 widoczność 0

Wnioski:

Poziom sygnału dla podłoży miękkich zawierał się w przedziale: (79.9, 121.8) mVpp. Poziom

sygnału dla podłoży twardych: (175.0, 290.1) mVpp. Różnica w sygnale między podłożami

twardymi a miękkimi jest znacząca. Różnica miedzy najwyższym wskazaniem dla podłoży

miękkich a najniższym wskazaniem dla podłoży twardych wynosi 53 mVpp. Ta wartość, przy

uwzględnieniu najwyższego poziomu odebranego sygnału (290.1mVpp), jest znacząca

i umożliwia rozróżnienie między podłożami twardymi i miękkimi.

11

Tabela 5: Pomiary wstępne, 40 kHz

7. Projekt zasilania nadajnika

Głównym problemem przy konstrukcji obwodu zasilania nadajnika dla przetworników

175 kHz i 300 kHz jest ich wysokie napięcia zasilania międzyszczytowego. W docelowej

implementacji modułu w robocie sprzątającym, dostępne napięcia zasilania to

niestabilizowane napięcie 8-14[V] DC zestawu ogniw LiPo oraz 5 V o wydajności 200 mA

do zasilania elektroniki niskiej mocy. Napięcie zasilania czujników zostało wstępnie ustalone

na 200 Vp-p dla trzech typów przetworników ultradźwiękowych. Układ zasilania został

zaprojektowany w oparciu o transformator, którego uzwojenie pierwotne jest zwierane do

napięcia zasilania/masy przez dwa kluczowane tranzystory MOS. Wysterowanie tranzystorów

MOS jest realizowane przez scalone drivery MOS. Porty GPIO mikrokontrolera sterują

wejściami driverów, przez co uzyskiwana jest zadana częstotliwość.

Elementy użyte do konstrukcji nadajnika

1) Driver MOSFET IR2101PBF

- napięcie zasilania: 10-20 V

- maksymalny prąd wyjściowy: 360mA

2) tranzystor MOSFET IRZ44n

- max prąd drenu: 49A (Vgs = 10V)

- Vgs: ±20V

- max Vds :

- Rds(on): 17.5mΩ (Vgs = 10V, Id = 25A)

3) rdzeń ferrytowy

EPCOS B64290L0618X035 FERRITE CORE, CYLINDRICAL, 25MM, T35

12

Rysunek 4: IR2101PBF, IRZ44N, rdzeń ferrytowy

W celu nadmiernego powielania części nadawczej użytego sprzętu w procesie pomiaru

wszystkie trzy przetworniki (40,175,300) kHz zostały połączone równolegle do generatora

sygnału. Zabieg ten pozwolił na użycie jednego odwodu zasilania. Dla częstotliwości nie

rezonansowych przetworniki zachowują się prawie jak rozwarcie. W przybliżeniu można

założyć, że pomimo połączenia równoległego nadajników przy nadawaniu sygnału

o określonej częstotliwości dla konkretnego nadajnika, pozostałe stanowią nikłe obciążenie.

Tabela 6: Napięcia zasilania nadajników

Nadajnik ultradźwiękowy 40kHz 175kHz 300kHz

Napięcie na nadajniku

ultradźwiękowym [Vpp]100 250 200

13

Rysunek 5: Schemat elektryczny nadajnika

8. Projekt odbiornika

W celu pomiaru poziomu sygnału odbitego od badanej powierzchni zostały

zastosowane trzy aktywne przetworniki wartości szczytowej (rys. 8). Kompletny schemat

blokowy obwodu odbiornika sygnału został przedstawiony na rysunku 6. Sygnały odebrane

po odbiciu, z uwagi na niską amplitudę oraz wykorzystanie pełnego zakresu przetwornika

ADC w mikrokontrolerze, musiały zostać wzmocnione. Redukcja wpływu zakłóceń

indukowanych na ścieżkach układu została osiągnięta przez zastosowanie filtrów pasmowo-

przepustowych.

Dodatkowo na wyjściu przetworników wartości szczytowej został dodany wtórnik,

przez co maksymalny poziom odebranego sygnału utrzymuje się na wyjściu przez dłuższy

czas, co daje możliwość precyzyjnego odczytu wartości napięcia przez ADC mikrokontrolera.

Jako element aktywny przetwornika szczytowego został zastosowany układ scalonyTL084D. Wybrane parametry TL084D:

- napięcie zasilania: ±18V

- Slew Rate: 13V/us

W celu zapewnienia prawidłowej pracy wzmacniacza operacyjnego należy dostarczyć

symetryczne napięcie zasilania. Ujemny biegun zasilania został uzyskany przy wykorzystaniu

przetwornicy napięcia na bazie ICL7662CPA. Po podaniu dodatniego napięcia na wejście

przetwornicy, na jej wyjściu dostajemy sygnał o zmienionym znaku i tej samej wartości

bezwzględnej (rys. 7).

14

Rysunek 6: Schemat blokowy odbiornika

Tabela 7: Parametry torów odbiornika

Tor 40kHz 175kHz 300kHz

fo [kHz] ~39 ~175 ~297

Ku(fo) ~2.7 ~5.2 ~8.8

Q ~3 ~3 ~3

15

Rysunek 7: Schemat elektryczny przetwornicy napięcia DC +/-

Rysunek 8: Schemat elektryczny obwodu odbiornika sygnału

9. Stanowisko pomiarowe

Stanowisko pomiarowe do detekcji rodzaju podłoża metodą bezkontaktową składa się

z dwóch części. Pierwsza część to uniwersalny wózek z uchwytami umożliwiającymi

swobodę w montażu dowolnego modułu pomiarowego (rys 9-11). Wózek ten umożliwia

regulację odległości przetworników ultradźwiękowych od podłoża w zakresie od 4 do 30 cm.

Druga część to zestaw podłoży testowych (tab. 9). Ich budowa została ujednolicona w

celu zrównania wysokości i składa się z betonowych płyt z przyklejonymi próbkami

testowanych podłoży. Poniższa tabela (tab. 8) przedstawia usystematyzowanie podłoży

z uwagi na pewne ich właściwości.

Tabela 8: Zestawienie próbek podłoży

Kod Twardość Rodzaj Krótki opis

M_WYK_1 miękkie wykładzina włos krótki, chropowata, zielona, wzorzysta

M_WYK_2 miękkie wykładzina włos krótki, chropowata, niebieska, melanż

M_WYK_3 miękkie wykładzina włos krótki, chropowata, szara, pstrokata

M_DYW_1 miękkie dywan włos krótki, chropowaty, czarny, jednolity

M_DYW_2 miękkie dywan włos krótki, chropowaty, brązowy, wzorzysty

M_DYW_3 miękkie dywan włos średni, mocno chropowaty, kremowy, jednolity

M_DYW_4 miękkie dywan Włos długi, mocno chropowaty, siwy, jednolity

T_TER_1 twarde gres szkliwiony gładki, pstrokaty, odcienie bieli i czerni, odbijający

T_TER_2 twarde płytka ceramiczna porowata, odcienie żółci, imitacja parkietu

T_TER_3 twarde płytka ceramiczna porowata, kremowa, imitacja kamienia

T_TER_4 twarde płytka ceramiczna niejednolita, kremowa, imitacja mozaiki

T_TER_5 Twarde Płytka ceramiczna Gładka, czarna, połyskująca

T_BET_1 twarde płyta betonowa porowata, niejednorodna, czarny

T_BET_2 twarde płyta betonowa porowata, niejednorodna, szary

T_BET_3 twarde płyta betonowa porowata, jednorodna, szary

T_BET_4 twarde płyta betonowa porowata, jednorodna, czarny(farba)

T_PCV_1 twarde wykładzina PCV porowaty, jednolity, imitacja paneli, mało refleksyjny

16

Tabela 9: Próbki podłoży

M_WYK_1 M_WYK_2 M_WYK_3

M_DYW_1 M_DYW_2 M_DYW_3

M_DYW_4 T_TER_1 T_TER_2

T_TER_3 T_TER_4 T_TER_5

T_BET_1 T_BET_2 T_BET_3

17

T_BET_4 T_PCV_1

Rysunki 9-11 przedstawiają wózek pomiarowy. Rysunek 12 przedstawia moduły

próbek. Zielone płyty na której leżą betonowe próbki są zamontowane na regulowanych

nóżkach, co umożliwia licowanie powierzchni próbek.

18

Rysunek 9 Rysunek 10

Rysunek 11 Rysunek 12

Rysunek 13 przestawia przetworniki zamontowane na wózku pomiarowym. Rysunek

14 przedstawia mocowanie czujników ultradźwiękowych. Mosiężne śruby służą do regulacji

nachylenia czujników (parametr α).

19

Rysunek 13 Rysunek 14

10. Testowanie stanowiska pomiarowego

10.1 Charakterystyki częstotliwościowe

Zgodnie z kartą katalogową użytych w doświadczeniu czujników ultradźwiękowych

częstotliwość ich pracy mieści się w określonym przedziale. Wykresy na rys. 15-17

przedstawiają charakterystyki częstotliwościowe systemu. Doświadczenie to pozwoliło

dobrać częstotliwość zapewniającą najwyższy poziom odebranego sygnału.

Tabela 10: Warunki doświadczenia

h[mm] d[mm] α[°] δ[°]

50 25 widoczność 0

20

Rysunek 15: Charakterystyka częstotliwościowa 40 kHz

Tabela 11: Częstotliwości rezonansowe

tor 40 kHz 175 kHz 300 kHz

częstotliwość rezonansowa [kHz] 39 173 297

pasmo 3dB [kHz] 12 5 8

21

Rysunek 16: Charakterystyka częstotliwościowa 175 kHz

Rysunek 17: Charakterystyka częstotliwościowa 300 kHz

Wnioski

Powyższe charakterystyki zostały zbadane dla konkretnych par czujników ultradźwiękowych.

Zatem w projektowanym systemie nie można arbitralnie zakładać określonej częstotliwości

pracy, wynikającej z wykresów na rys. 15-17. Układ pomiarowy powinien być automatycznie

kalibrowany do swojej częstotliwości rezonansowej. Gdyby pominąć tą czynność

i w docelowej implementacji ustawić częstotliwość pracy na 173 kHz, a rezonans czujników

byłby na częstotliwość np 178 kHz, wówczas sygnał spadłby aż o 70%. Zakładając, że dla

miękkich podłoży sygnał ma niższą wartość niż dla podłoży twardych system mógłby zawsze

detekować podłoża miękkie. Czynność kalibracji czujników jest więc elementem

niezbędnym, a automatyczna kalibracja jest wymagana w przypadku gdy moduł miałby być

produkowany seryjnie.

10.2 Czas nadawania sygnału pobudzającego

Poziom do jakiego narasta sygnał na odbiorniku jest zależny od czasu przez jaki

sygnał jest transmitowany przez nadajnik. Od pewnej długości nadanych impulsów, dalsze

transmitowanie sygnału nie wpływa na podniesienie poziomu sygnału na odbiorniku,

a powoduje jedynie wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną i potencjalne skrócenie

żywotności systemu, zwłaszcza przetworników ultradźwiękowych. Dodatkowo zbyt długie

nadawanie zwiększa czas po którym można dokonać kolejnego pomiaru.

Celem doświadczenia jest ustalenie minimalnego czasu nadawania, który spowoduje

uzyskanie maksymalnego poziomu sygnału na odbiorniku.

Oscylogram na rys. 18 przedstawia dwa sygnały: jasno-niebieski jest to sygnał na

nadajniku, ciemno-niebieski jest to sygnał na odbiorniku. Czas Tt jest czasem transmisji.

Tr jest chwilą, w której sygnał nadawany zaczyna docierać do odbiornika. Ciemno-niebieski

sygnał w czasie Tt to głównie szumy generowane w trakcie transmisji indukujące napięcia

m.in. na ścieżkach elektrycznych i sondzie oscyloskopowej.

22

Kolejne trzy podpunkty przedstawiają doświadczalne ustalenie czasu transmisji o

warunku postawionym na początku (minimum czasu transmisji, które da maksimum poziomu

sygnału odebranego).

10.2.1 Para przetworników ultradźwiękowych o częstotliwość 40 kHz

Rysunek nr 19:

czas nadawania: 0.5 ms

Z wykresu można oszacować, że do osiągnięcia maksimum czas nadawania można

skrócić do 0.2 ms

23

Rysunek 18: Tt -czas transmisji, Tr - początek

pomiaru

Rysunek 19 Rysunek 20

Rysunek nr 20:

czas nadawania: 0.2 ms

Poziom sygnału odebranego to około 800mV, jest to wystarczająca (w tym przypadku

nie maksymalna) wartość. Czas transmisji został ustalona na 0.2 ms.

10.2.2 Para przetworników ultradźwiękowych o częstotliwości 175 kHz

Rysunek nr 21:

czas nadawania: 0.4 ms

Uzyskany poziom na odbiornika to około 430 mV.

Rysunek nr 22:

czas nadawania: 0.2 ms

Poziom sygnału został uzyskany taki sam jak dla czasu nadawania równego 0.4 ms.

10.2.3 Para przetworników ultradźwiękowych o częstotliwości 300 kHz

24

Rysunek 21 Rysunek 22

Rysunek 23 Rysunek 24

Rysunek nr 23:

czas nadawania: 0.25 ms

Uzyskany poziom na odbiornika to około 130 mV.

Rysunek nr 24:

czas nadawania: 0.15 ms

Poziom sygnału został uzyskany taki sam jak dla czasu nadawania 0.25 ms.

10.3 Obserwacja sygnału na wejściu i na wyjściu przetworników

szczytowych

Sygnał odebrany przez przetwornik ultradźwiękowy toru odbiorczego jest podany na

wejście przetwornika szczytowego po wzmocnieniu i filtracji pasmowo-przepustowej.

Oscylogramy na rys. 25-27 przedstawiają sygnał na wejściu (ciemno-niebieski) i wyjściu

z przetwornika szczytowego (jasno-niebieski). Sygnał z wyjścia trafia do ADC

mikrokontrolera i jest próbkowany w celu wyszukania maksymalnej wartości.

25

Rysunek 25: Narastanie sygnału 40kHz Rysunek 26: Narastanie sygnału 175kHz

Rysunek 27: Narastanie sygnału 300kHz

Z oscylogramów na rys. 25-27 można odczytać wzmocnienia poszczególnych torów.

Sygnał na wyjściu z przetwornika po osiągnięciu maksimum nie opada co daje długi czas na

wykonanie pomiaru ADC. Należy wspomnieć, że maksymalny poziom sygnału jaki jest

w stanie próbkować ADC to 2,95V, powyżej tej wartości otwiera się dioda Zenera

zabezpieczająca układ przez uszkodzeniem.

10.4 Próbkowanie sygnału z wyjścia przetwornika szczytowego

Po ustaleniu sygnału na wyjściu przetwornika między-szczytowego sygnał jest

próbkowany przez ADC mikrokontrolera. Czas w którym ADC próbkuje jest zobrazowany

wysokim stanem sygnału ciemno-niebieskiego (rys 28-30). Próbki sygnału są odczytywane

w równych odstępach czasu. Po zebraniu 50 próbek obliczana jest ich średnia arytmetyczna,

które jest traktowana jako wynik pojedynczego pomiaru.

26

Rysunek 28: Próbkowanie 40kHz Rysunek 29: Próbkowanie 175kHz

Rysunek 30: Próbkowanie 300kHz

Z powyższych oscylogramów wynika, że czas potrzebny na dokonanie pomiaru nie

przekracza 2.5 ms. Co daje możliwość próbkowania z częstotliwością 400Hz. Zakładając, że

system pomiarowy będzie poruszał się z prędkością V = 30 cm/s, można testować rodzaj

podłoża co około 1 mm. Jest to odległość zupełnie wystarczająca, aby skutecznie określić

rodzaj podłoża na niewielkim odcinku.

UWAGA!

Wszystkie zamieszczone niżej wykresy, w których oś rzędnych (oś x) jest opisana jako

„próbki”, przedstawiają zależności dla trzech badanych par czujników ultradźwiękowych przy

czym:

- próbki od 1:100 – przedstawiają próbki sygnału odebranego dla czujników 40 kHz,

- próbki od 101:200 – przedstawiają próbki sygnału odebranego dla czujników 175 kHz,

- próbki od 201:300 – przedstawiają próbki sygnału odebranego dla czujników 300 kHz.

W procesie pomiaru próbki sygnału były mierzone po jednej dla każdej pary, kolejno 40 kHz,

175 kHz, 300 kHz, po czym ponownie dla 40 kHz, 175 kHz, 300 kHz. Kolejno mierzone

próbki to: 1, 101, 201, 2, 102, 202, 3, 103, 203, ...100, 200, 300.

10.4 Badanie wpływu kierunkowości czujników na poziom

odebranego sygnału

Zgodnie z notami katalogowymi czujniki mają różną szerokość promieniowania

wiązki, oznaczoną jako kąt β (rys 31). W tym eksperymencie zostanie zbadany wpływ

kierunkowości czujników na poziom odebranego sygnału. W tym celu badana powierzchnia

zostanie wychylona od poziomu o kąt δ. Kąt α został dobrany tak, żeby uzyskać jak

największy poziom sygnału dla δ = 0°.

Tabela 12: Warunki pomiaru

h[mm] d[mm] α[°] δ[°]

50 25 Widoczność dla δ = 0° 0, 2, 4

27

Wnioski:

Dla toru 40 kHz pochylenie powierzchni nie ma wpływu na poziom odebranego

sygnału. Największa różnica jest widoczna dla toru 175 kHz. Kierunkowości czujników

opisane w nocie katalogowej mają odzwierciedlenie w przeprowadzonym eksperymencie.

Czujniki 40 kHz promieniują najszerszą wiązkę (50°), 175 kHz (7°) a 300 kHz (10°). Wąska

wiązka promieniowania okazuje się być poważną wadą czujników 175 kHz i 300 kHz.

28

Rysunek 31: Pomiar wpływu pochylenia powierzchni na poziom sygnału odebranego

Rysunek 32: Wpływ pochylenia badanej powierzchni. Podłoże twarde T_TER_3

W przypadku kiedy badana powierzchni będzie miała nierówną powierzchni może to

powodować poważne skoki sygnału w zależności od punktu nad którym znajdzie się głowica

modułu. Dla punktów nachylonych sygnał w dużej mierze zostanie odbity w przeciwnym

kierunku niż do odbiornika sygnału, co może powodować zafałszowanie ostatecznego wyniku

rozróżnienia pomiędzy podłożem twardym a miękkim.

10.5 Pomiary statyczne

Badanie zostało przeprowadzone na pięciu różnych wysokościach h = 50, 70, 90,

110, 130 mm. Pomiar był przeprowadzony w warunkach statycznych tzn. wózek

z zamontowanymi czujnikami nie poruszał się w trakcie pomiaru. Jako podłoże referencyjne

wybrano podłoże twarde T_TER_3. Przy każdej wysokości zostały zbadane dwa ustawienia

czujników: Parametry pomiaru w tabeli 13.

- α = 0°

- α – dla maksymalnego poziomu odebranego sygnału (widoczność)

Tabela 13: Warunki pomiaru

h[mm] d[mm] α[°] δ[°]

50, 70, 90, 110, 130 25 0, widoczność 0

29

Rysunek 33: Pomiar statyczny, zmiana wysokości h, δ = 0°, α = 0°, d = 25 mm, podłoże

T_TER_3

Wnioski

Dla najmniejszej wysokości czujników na badaną powierzchnią poziom sygnału

odebranego jest największy. W przypadku toru 175 kHz i 300 kHz bardzo duży wpływ na

odebrany sygnał ma wartość kąta α. Dla α = 0° odebrany sygnał jest praktycznie zerowy.

Duża kierunkowość czujników 175 kHz i 300 kHz podobnie jak w przypadku pochylenia

powierzchni powoduje, że kiedy czujniki nie „patrzą” na siebie sygnał transmitowanych

z nadajnika tylko w niewielkim stopniu trafia do odbiornika. Z uwagi na ten fakt w dalszych

badaniach kąt α będzie ustawiany tak, żeby wartość odebranego sygnału była jak największa

(tak dobrany kąt, żeby czujniki widziały się po odbiciu od badanej powierzchni).

10.6 Rozróżnialność powierzchni w warunkach dynamicznych

Kolejne badanie zostało przeprowadzone dla dwóch podłoży: T_TER_3 i M_DYW_3,

zwanych dalej: podłoże referencyjne twarde i podłoże referencyjne miękkie. Badanie

przeprowadzone na różnych wysokościach h. W trakcie pomiaru wózek pomiarowy poruszał

się względem badanej powierzchni z prędkością V = 3 cm/s.

Tabela 14: Warunki pomiaru

h[mm] d[mm] α[°] δ[°]

50, 70, 90, 110, 130 25 widoczność 0

30

Rysunek 34: Pomiar statyczny, miana wysokości h, δ = 0°, α - widoczność, d = 25 mm,

podłoże T_TER_3

31

Rysunek 35: Pomiar referencyjny, dynamiczny, d = 25 mm, δ = 0°, α – widoczność,

T_TER_3 (podłoże referencyjne miękkie)

Rysunek 36: Pomiar referencyjny, dynamiczny, d = 25 mm, δ = 0°, α – widoczność,

M_DYW_3 (podłoże referencyjne twarde)

Wnioski

Podłoże referencyjne miękkie bardzo silnie tłumi sygnał w porównaniu do podłoża

referencyjnego twardego. Zmiana odebranego sygnału jest bardzo duża. W przypadku toru

40 kHz dla podłoża referencyjnego miękkiego i h = 50 mm sygnał jest jeszcze odbierany. Dla

toru 175 kHz i 300 kHz sygnał na miękkim podłożu jest całkowicie tłumiony.

Wyniki tego doświadczenia dają bardzo dobre perspektywy użyteczności

przetworników ultradźwiękowych do realizacji postawionego zadania.

32

11. Detekcja rodzaju podłoża

Wszystkie poniższe pomiary podłoży zostały przeprowadzone dla warunków

opisanych tabelą 15. W trakcie pomiaru wózek poruszał się nad badaną powierzchnią

z prędkością V = 3 cm/s. Liczba pobranych próbek dla każdego toru wynosiła 100.

Tabela 15: Parametry pomiaru

h[mm] d[mm] α[°] δ[°]

50 25 widoczność 0

11.1 Pomiary: podłoża twarde

33

Rysunek 37: T_TER_1, T_TER_2, T_TER_3

34

Rysunek 39: T_BET_1, T_BET_2, T_BET_3, T_BET_4

Rysunek 38: T_TER_4, T_TER_5, T_PCV_1

11.2 Pomiary: podłoża miękkie

35

Rysunek 40: M_WYK_1, M_WYK_2, M_WYK_3

Rysunek 41: M_DYW_1, M_DYW_2, M_DYW_3, M_DYW_4

Wnioski

Dla podłoży twardych o gładkiej powierzchni (T_TER_1, T_TER_2, T_TER_3,

T_TER_5) wartości próbek wahają się w granicach 150 mV i oscylują wokół wartości 2.5V.

Dla podłoży twardych o nieregularnych kształtach (T_TER_4, T_BET_3, T_BET_4)

wartości próbek sygnału wahają się w granicach 700 mV. Dla toru 40 kHz wahania są dużo

mniejsze niż dla toru 175 kHz i 300 kHz. Wynika to z różnych kierunkowości czujników.

Czujniki 175 kHz i 300 kHz mają znacznie węższą wiązkę, przez co duża część sygnału na

podłożu nieregularnym może odbić się w innym kierunku niż odbiornika.

Podłoża T_BET_1 i T_BET_2 to beton wygładzony, w przeciwieństwie do T_BET_3

i T_BET_4 (beton o nieregularnych kształtach) poziom sygnału waha się w granicach 150

mV (rys. 38). Podłoża są wykonane z tego samego materiału a różnią się jedynie strukturą.

Tutaj wpływ na poziom sygnału ma tylko kierunkowość czujników, to przez ten parametr

duża zmienność sygnału dla toru 175 kHz i 300 kHz.

Dla miękkich wykładzin (rys. 40-41) poziom odebranego sygnału ma mniejszą

wartość niż dla podłoży twardych. Zmiana w poziomie odebranego sygnału między podłożem

twardym i miękkim dla toru 40 kHz jest około dwukrotna. Dla toru 175 kHz i 300 kHz ta

zmiana jest znacznie większa, dla niektórych przypadków sygnał odebrany jest bliski zeru.

Tory 175 kHz i 300 kHz dają bardzo dużą rozróżnialność między podłożami twardymi

i miękkimi.

Podsumowanie

O ile tor 175 kHz i 300 kHz daje bardzo duże różnicę między podłożami twardymi

i miękkimi, to z uwagi na ich duże kierunkowości w praktycznym zastosowaniu ustępują dla

toru 40 kHz. Tor 40 kHz daje mniejszą rozróżnialność ale jest znacznie mnie podatny na

strukturę podłoża. Z przeprowadzonych eksperymentów wynika, że najlepszymi czujnikami

do realizacji postawionego zadania byłyby czujniki o wysokiej częstotliwości pracy i bardzo

małej kierunkowości (duża szerokość wiązki). Wysoka częstotliwość dałaby dużą

rozróżnialność między podłożami twardymi a miękkimi, a szeroka wiązka uodporniłaby

wyniki pomiaru od wpływu nieregularności powierzchni badanej.

36

12. Wpływ czynników zakłócających

Pomiary podłoży zostały przeprowadzone również w obecności zabrudzeń.

Zabrudzenia którymi zostały pokryte badane próbki są opisane w tabeli 16. Zabrudzenia

zostały równomiernie naniesione na całą badaną powierzchnię (wymiary próbki 30x30 cm).

Tabela 16: Zabrudzenia

Zabrudzenie Woda Piasek woda+piasek olej

Waga [g] 4 13 4+13 1

37

Rysunek 42: M_DYW_3 zabrudzenia

Rysunek 43: M_WYK_2 zabrudzenia

38

Rysunek 44: T_BET_4 zabrudzenia

Rysunek 45: T_PCV_1 zabrudzenia

Wnioski

Dla podłoża twardych naniesienie wody, piasku i błota wprowadziło dużą zmienność

sygnału. Zabrudzenia wprowadziły dodatkową nieregularność podłoża, przez co efekt jest

podobny jak dla podłoży twardych, czystych o nieregularnych kształtach.

Dla podłoży miękkich zabrudzenia częściowo wypełniły przestrzenie między włosiem,

przez co zmiany wprowadzone przez zabrudzenia są niewielkie. Wyjątek stanowi

M_WYK_2, wykładzina dość twarda, gdzie zabrudzenia pokryły powierzchnię, a nie

wniknęły do wnętrza wykładziny jak dla dywanów.

39

Rysunek 46: T_TER_3 zabrudzenia

13. Podsumowanie

Z przeprowadzonych badań wynika, że z przebadanych czujników najlepsze do

realizacji postawionego zadania są czujniki 40 kHz. O ich większej użyteczności decyduje

przede wszystkim szersza wiązka promieniowania. W przeciwieństwie do czujników 175 kHz

i 300 kHz są odporne na nierówność i nachylenie podłoża. Dają znacznie stabilniejszy wynik

pomiaru na podłożach twardych i nierównych. Wartości próbek między podłożami twardymi

i miękkimi jest znacząca, przez co można ustalić pewien próg rozgraniczający oba typy

podłoży. Dbając o niski koszt produkcji modułu należy również wspomnieć o znaczącej

różnicy w cenie: czujniki 40kHz kosztują około 10 złotych, czujniki 175 i 300 kHz ponad

70 złotych. Poziom odebranego sygnału bez wzmocnienia dla czujników 40 kHz jest

kilkukrotnie większy niż dla pozostałych.

Czujniki 175 kHz i 300 kHz mają również pewne plusy w porównaniu do czujników

40 kHz. Jeżeli założy się równą powierzchnię podłoża twardego i miękkiego, to czujniki

175 kHz i 300 kHz dają kilkukrotną różnicę w poziomie sygnału między rozpatrywanymi

rodzajami podłoży. Niestety w docelowej implementacji modułu nie można przyjąć tego

założenia. Dodatkowym plusem czujników 175 kHz i 300 kHz jest ich wodoodporność.

Biorąc jednak pod uwagę wszystkie pożądane cechy systemu to czujniki 40 kHz nadają się

najlepiej do realizacji pomiaru.

Zabrudzenie powierzchni nie wpłynęło krytycznie na wyniki pomiaru, sprawdzenie

takich warunków było bardzo istotne z punktu widzenia docelowej implementacji.

40

Rysunek 47: Wszystkie badane podłoża, 40 kHz

Do wymienionych wcześniej zastosowań fali ultradźwiękowej można nieśmiało dodać

jeszcze jedno zastosowanie, a mianowicie rozpoznawanie twardości podłoża.

Biorąc pod uwagę cechy czujników 40 kHz zostanie rozpatrzone jakie cele opisane

w pkt. 1.1 zostały osiągnięte. W nocie katalogowej czujników 40 kHz niestety nie ma

informacji na temat ich wodoodporności. Cały moduł pomiarowy może zostać umieszczony

w wodoszczelnej obudowie. Niestety czujniki pomiarowe nie mogą być umieszczone pod

obudową, a muszę wystawać poza nią. Uzyskana powtarzalność wyników jest zadowalająca,

nie zaobserwowano degradacji czujników objawiającej się spadkiem sprawności po czasie.

Tor 40 kHz charakteryzuje się najwyższą amplitudą sygnału, która po odbiciu dla podłoża

T_TER_3 może wynosić nawet 2 V. Taki poziom sygnału jest zdecydowanie wyższy niż

poziom odbieranego szumu w warunkach laboratoryjnych. Pobór mocy jest silnie zależny od

częstotliwości z jaka chcemy mierzyć podłoże. Trudno jest określić czy pobierana moc jest

niska nie mając porównania do zapotrzebowania na energię elektryczną innej metody

pomiarowej. System pobiera 30 mA prądu, który wzrasta do 1 A w trakcie transmisji. Pobór

prądu zależy więc przede wszystkim od czasu transmisji i częstotliwości z jaką chcemy badać

podłoże. Wykorzystane podzespoły elektroniczne są tanie, Czujniki 40 kHz są najtańsze

z przebadanych. Gotowy moduł może kosztować około 40 złotych (cena użytej elektroniki

i czujników), a w produkcji masowej zdecydowanie taniej. Moduł pomiarowy może być

umieszczony w prostopadłościennej obudowie, z której wystają dwa metalowe czujniki.

Regularne kształty zmniejszają ryzyko uszkodzenia. Docelowo moduł można umieścić

w obudowie 7x7x3 cm. Wrażliwość na rozrzuty produkcyjne może być najbardziej

odczuwalna w przypadku samych czujników ultradźwiękowych. Problem można rozwiązać

poprzez automatyczną kalibrację i przypisanie określonych poziomów sygnału odebranego do

typu podłoża. Podzespoły użyte do konstrukcji testowanego modułu są dostępne na rynku

polskim w co najmniej kilku sklepach internetowych.

Przeprowadzone badania zostaną dalej rozwijane i zaowocują powstaniem

kompletnego urządzenia pomiarowego przewidzianego do zastosowania w robocie

sprzątającym. Dalsze działania zostaną opisane w pracy dyplomowej magisterskiej, gdzie

zostanie opisany kompletny moduł poszerzony o funkcjonalność rozpoznawania klifu. Ta

cecha przyszłego urządzenia ma zabezpieczać robot przed upadkiem z wysokości. Dla

samodzielnie poruszającego się robota o dużym koszcie zakupu zabezpieczenie przed

upadkiem jest bardzo istotne.

41

14. Dodatki

Na potrzeby przeprowadzenia eksperymentów został stworzony program

w środowisku MATLAB. Umożliwia on komunikację z płytką Discovery poprzez UART.

Komunikacja pozwala zarówno na odbieranie wyników pomiarów, nastawianie zmiennych

opisujących program pomiaru i wyzwolenie pomiaru. Po stronie komputera PC wyniki są

prezentowane na wykresie i archiwizowane wraz z datą pomiaru w pliku .txt i .csv.

42

Rysunek 48: Program do obsługi pomiarów

15. Bibliografia

[1] Michalski A., Tumański S., Żyła B.: Laboratorium miernictwa wielkości

nieelelektrycznych, Warszawa, OWPW 1996

[2] Horowitz P., Hill W.: Sztuka elektroniki, Warszawa, WKiŁ, 2013

[3] Śliwiński A.: Ultradźwięki i ich zastosowania, Sopot, WNT, 2001

[4] Reference manual to STM32F42xxx, http://www.st.com/st-webui/ static/

active/en/ resource/ technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf

43