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この記事は 2020年01月31日 に以下のカテゴリに投稿されました Arduino Blog.

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超音波風速風向計(1) – まずは思い出す

なんだか速いなぁ。

今年はなんだかこんな感じで、凄まじい勢いで、時間が経っていくのかな?

世間では、新しい肺炎とか、東京オリンピックが・・っとか、話題が切れることがなく言われているが、まぁ、何もしてないわけでは無いから、良いかっと。

最低月に1度ぐらいは、今年やろう(かな)って思っていることのアップデートをしようと思う。

超音波を使って、風力と、風速が解るようにしてみたいんだ。

で、覚えていることプラスアルファをまずは、書いておくことにした。

人間の耳に聞こえる音っていうのは、周波数で言うと、20Hz ~ 20KHz と言われている。(この周波数帯のことを可聴周波数という)

ただし、高い音の方は、劣化した鼓膜(歳を沢山とということ)だと、聞こえなくなってくるみたい。

モスキート音(蚊の羽音)みたいなのを出すアプリってのがあるんだねぇ。

中学生ぐらいの子供に、これ、おじさん聞こえるって言われてさぁ。

聞こえないでやんの。

ってな具合で、魔法の世界の話ではないのですが、音に関しては、子供だけが聞こえる音というのが存在するわけですなぁ。(とほほ・・・)

で、超音波というのは、人間(これは子供たちにもだよ)に聞こえない音のことを言う。

ただし、人間以外の動物には、可聴周波数以外でも聞こえたり感じたりする動物がいるみたいだ。

ネズミや、農作物を荒らす動物などを避けるために、そんな道具が作られていたりする。

また、研究段階中とも思うが、イルカやクジラが超音波を使って会話しているとも言われている。

電波と違って、音波は、水の中でも伝送する。

しかも空気中よりも高速にね。

戦争映画を見る人は、U ボート(ドイツの潜水艦)を追い回す駆逐艦の映画が何本かあるけれど、そんな映画では必ず探針音(ping)を使っている場面を目にすると思う。

※ping って、これ、コンピュータのコマンドにもあるよね~(同じでしょ)

これも、音を海中に放ち、U ボートにあたった音の反射を、方向として捉えて、その方向に爆雷を投下して、とっちめるという使い方なのですね。

もう一度、音についておさらいすると、空気の振動なんだね。音は。

だから、空気のないところには音は存在しない。

宇宙って(空気がないから)音がないんだな。

で、空気ってのは、風が吹くと動くでしょ。

この動きを超音波で観察して、風向と風力を得ることはできないかなぁと考えているわけだ。

もう随分前、日本がバブルの絶頂期の頃ね。

アメリカから沢山の Jazz アーティストが来日していた。

大好きなので、たくさん聞きに行ったのだけれど、あの頃は、地元のアメリカにいるよりも、著名な方たちの演奏を聞くのには、日本が一番だったと思うよ。

そんな貴重な体験をしたわけだが、横浜スタジアムで開催された、オーレックス Jazz フェスティバルってのにでかけたのだけれど、横浜スタジアムは、海も近いし、その日も風が強かったんだよね。

夏だったので、心地よい風だったけれど、あまり良い席を確保できなかったので、アリーナ席だったけど、後ろの方だった。

演奏が始まって、ノリノリなわけだけれど、そこに風が吹いてくると、音が流れるんだよね。

聞きにくいとかではなくて、すごく良い雰囲気な感じで、音が風にのって流れていくの。

後に、その時の演奏が、デジタル音源のレコード(?)ってよくわからないが音の良さそうなお高いレコードが出たので、購入したのだが、その時の感じが少しだけ聞き取れる。(多分音の定位がずれるように聞こえると思うのだが、これは現場を(少しだけ)再現している)

なんだか、話がそれてしまったが、とにかく音は風に影響を受けるということを利用しようということなのだけど。

そこで、色々と調べていくと、世の中には、超音波センサーというのが割と簡単に手に入るのね。

大体 40KHz ほどの送信部と受信部に別れたものや、どちらにも共通して使えるものが存在している。

HiLetgo 4pcs 超音波センサー統合トランシーバー防水直径16MM

HiLetgo 4pcs 超音波センサー統合トランシーバー防水直径16MM

超音波センサー_3

超音波センサー_3

これらは、アマゾンで手に入るものだけれど、お安い感じ。

更に上のものは、防滴仕様となっているので、今回のような用途には、向いている感じがするね。

実は、 Arduino などを、コツコツ触っているので、下のセンサーは、手元にあったりもするので、よく見てみた。

って、手元にあるがまだ使ってない。

じゃ、何であるのと聞かれるとこまるので、聞かないでね。

下のセンサーは、Arduino と接続し、すぐに使えるように、40KHz のクリスタルを使って発振させた信号を送信機から送り、反射して返ってきた超音波を受信するって品物のようだ。

おまけに、どうやら超音波センサー用の IC (STC11)ってのが搭載されているみたいだ。

実は、半端な数の超音波センサーが、某フリマサイトにお安く出ていたので、いくつか確保した。

これと、先の Arduino のボードで、実験をすすめてみようかなぁと思っている。

あまり進んでなくて、申し訳ないのだが、最初はこれぐらいで・・

次回に続く(ってあるのか??)


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