ชื่อโปรเจกต์: Make it Possible with Physics - Ultrasonic Thermometer!

บทนำ

โปรเจกต์ง่าย ๆ นี้อิงตามแนวคิดที่ว่า "ความเร็วเสียงในอากาศขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบอย่างเคร่งครัด" และความแตกต่างนี้สามารถคำนวณได้ด้วยสมการสั้น ๆ ดังนี้:  

Speed of sound(meters/second)=331,4 + 0,6 x (ambient temperature in degrees celsius)

สิ่งที่ควรจำไว้:

• ความเร็วเสียงยังขึ้นอยู่กับการไหลของอากาศ (เช่น ความเร็วลม) ด้วย หากสภาพแวดล้อมที่คุณกำลังจะทำการทดลองนี้มีลมพัดแรง ก็ไม่ควรคาดหวังผลลัพธ์ที่แม่นยำ

• โมดูล sensor ที่ใช้ในโปรเจกต์นี้ค่อนข้างถูกและเป็นแบบ low-end ดังนั้น โปรดทราบว่าค่าที่ได้อาจจะไม่เสถียร 

ถึงกระนั้น ก็ยังสามารถได้ค่าที่ยอมรับได้ที่ +/-  2°C

รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม

การวัดอุณหภูมิด้วยเวลาเชิงอะคูสติก

โปรเจกต์นี้สำรวจฟิสิกส์ที่น่าสนใจของการเปลี่ยนแปลงความเร็วเสียงเพื่อสร้างเทอร์โมมิเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงโดยใช้ ultrasonic sensors

• การกลับสูตรการหาระยะทาง: โปรเจกต์ ultrasonic ส่วนใหญ่ใช้ระยะทางเพื่อหาเวลา โปรเจกต์นี้กำหนดระยะทาง $D$ ให้คงที่ (เช่น โดยใช้ท่อทางกายภาพ) และใช้เวลา $T$ เพื่อหาความเร็ว $V$ ($V = D/T$)
• การสังเคราะห์อุณหภูมิและความเร็ว: Arduino ใช้สมการ Laplace-Newton ($v = 331.3 imes \sqrt{1 + T/273.15}$) เพื่อหาค่า ambient temperature $T$ สิ่งนี้ให้วิธีการวัดความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์และเป็นอะคูสติกล้วน ๆ โดยไม่ต้องใช้ thermal sensors แบบดั้งเดิม

ความแม่นยำ

• เคอร์เนลเวลาความละเอียดสูง: ใช้ฟังก์ชัน micros() เพื่อจับ echo pulse 40kHz ด้วยความแม่นยำระดับ microsecond ทำให้สามารถวัดอุณหภูมิได้ที่ความละเอียด ±0.1°C