عمله شبيه بعمل الرادار حيث يحدد اﻷشياء عن طريق إرسال موجات فوق صوتية فيتم تحليل هذه الموجات فور رجوعها. يأتي في أشكال متعددة وقدرات متباينة:

يعتبر هذا المركب الإليكتروني من المستشعرات المتقدمة في عالم الروبوتات والإليكترونيات، لكن أبشر سنحاول تقديمه لك اليوم بشكل مبسط وسهل حتى تتمكن من استعماله. لا يهم ان لم تكن متخصصا في الروبوتيك. فأنا أيضا لست متخصصا، ونريد من كل واحد منا أن يتمكن من صناعة الروبوتات ولو كان تخصصه بعيدا كل البعد عن الروبوتيك.

للخفاش نظام رادار آية في التعقيد، حيث أنه لا يعتمد على الرؤية لتحديد اتجاهاته بل يقوم بإرسال موجات صوتية ثم تتشكل بيئة ثلاثية اﻷبعاد في دماغه عن طريق تحليل صدى الموجات الصوتية. بهذا يمكن للخفاش تفادي الحواجز في طريقه بسرعة فائقة. 

واﻷعجب من هذا، أن بعض أنواع الخفافيش تستطيع أن تسافر لعدة كيلومترات (30 كيلومترا مثلا) باحثة عن طعامها في طرق ملتوية، لكن عندما تريد العودة إلى كهوفها فتسلك أقصر طريق مستقيم نحوه.

غالبا ما يتم تركيب مستشعر الموجات فوق صوتية في الواجهة أمام الروبوت، وبذلك تظهر للرائي كعيني الروبوت. صورة المقال والصور التالية تظهر بعض النماذج من الروبوتات المعتمدة على هذا المستشعر. 

المستشعر الذي نود برمجته اليوم يمكنه تحديد اﻷشياء عن بعد 3 أمتار وله ثلاث مرابط (مربطين للتيار الكهربائي ومربط ثالث يستعمل كمدخل أو مخرج يتم من خلاله استبدال المعلومات بين المستشعر والجهاز المرتبط به). لامتحان هذا المستشعر سنحتاج للتالي: 

l  بطاقة Arduino

l  مستشعر الموجات فوق الصوتية (ultrasonic sensor ويسمى أيضا PING range finder)

l  أسلاك كهربائية (يمكنك الحصول عليها من حاسوب قديم مثلا)

اﻷمر بسيط في الحقيقة، قم فقط بإيصال المربط GND للمستشعر بالمربط GND للبطاقة، وإيصال المربط 5V للمستشعر بالمربط 5V للبطاقة، وأخيرا أصل المربط المتبقي SIG بالمربط 7 للبطاقة مثلا. 

النموذج الذي سنستعمله اليوم انتج من طرف شركة Parallax. يستطيع هذا النوع من تحديد المسافة بينه وبين أقرب شيء أمامه (من سنتمترين إلى 3 أمتار). يعمل عن طريق ارسال حزمة من الموجات فوق الصوتية ثم ينصت للصدى عندما ينبعث من الشيء الذي تم ارتطام الموجات به. 

تهيء بطاقة Arduino المستشعر عن طريق جعله في حالة انصات لصوت الصدى. برمجيا، تستعمل الدالة pulseIn للاتقاط الصدى، ويتم تحديد المسافة الفاصلة بين المستشعر والشيء عن طريق علاقة رياضية تربط بين سرعة الصوت في الهواء والمدة الزمنية التي تستغرقها الموجات ذهابا وإيابا.

يتم التلاعب بالمربط الثالث عن طريق استخدامه تارة كمدخل وتارة أخرى كمخرج. يعتبر هذا المربط مخرجا عندما يراد من الروبوت ارسال موجات فوق صوتية ثم يستبدل (المربط) مدخلا عندما يراد من الروبوت استقبال الموجات المرسلة لقياس المسافة مثلا.

سنستعمل البطاقة البرمجية Arduino للتفاعل مع المستشعر. وبإمكانك عن طريق هذه الشيفرة أن تقوم ببرمجة مماثلة عندما تريد أن تزود روبوتك بعينين حتى لا يستطدم باﻷشياء أمامه مثلا. ولربما تطور الشيفرة لتجعل الروبوت أو أي جهاز تريد صنعه قادرا على تحديد بعض اﻷشياء عوض قياس المسافة.

/*  شيفرة مستشعر الموجات فوق الصوتية
 
 هذه الشيفرة هي مثال لحساب المسافة الفاصلة بين المستشعر وأقرب شيء أمامه،ه
 للقيام بهذا، نرسل إشارة للمستشعر لتهيئته للقراءة، ثم ننصت لإشارة رجوع الموجات فوق الصوتية،ه
 يتناسب طول الإشارة مع المسافة التي تفصل المستشعر عن الشيء،ه
 
  الدارة الكهربائية:                                 
 * مربط 5 فولط للمستشعر موصول بمربط 5 فولط للبطاقة
 * مربط اﻷرضية للمستشعر موصول بمربط اﻷرضية للبطاقة
 * مربط الإشارة للمستشعر موصول بالمربط 7 للبطاقة

   http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Ping
  
   انجزت الشيفرة  بالثالث من نوفمبر 2008
   David A. Mellis من طرف
   وتم تحديث الشيفرة بتاريخ 30 غشت 2011
   Tom Igoe من طرف
   وتمت تحديثها مرة ثانية بتاريخ 26  نوفمبر 2011
   من طرف محمد السهلي
 
   هذه الشيفرة جاهزة للاستعمال لكل من يريدها
 */

const int pingPin = 7; // رقم مربط البطاقة الذي سيوصل بمربط الإشارة للمستشعر
long duration;         // متغير لحساب المدة الزمنية

long cm;               // لحساب المسافة بالسنتيمتر

voidsetup()

{
 Serial.begin(9600);   // تهيئة سرعة التحويل
}

voidloop()
{
 /*الحالة اﻷولى: الإرسال */
 pinMode(pingPin, OUTPUT);   // اعتبار مربط المستشعر كمخرج عند القيام بإرسال إشارة إليه

 digitalWrite(pingPin, LOW);
 delayMicroseconds(2);
 digitalWrite(pingPin, HIGH); //ينشط المستشعر بإشارة عالية تمتد لميكروثانيتن أو أكثر
 delayMicroseconds(5);
 digitalWrite(pingPin, LOW); //نرسل اشارة منخفظة بعد مرور 5 ميكروثوان لضمان إشارة عالية نظيفة

 /*الحالة الثانية: الإستقبال */
 pinMode(pingPin, INPUT);  // اعتبار مربط المستشعر كمدخل لاستقبال الاشارة

  //ترجع هذه الدالة المدة الزمنية (بالميكروثوان) التي استغرقتها الموجة العالية (وهو ما يعرف بالصدى)ه
  duration = pulseIn(pingPin, HIGH);

  /*الحالة الثالثة: في هذه الفقرة تبرمج ما تريده في روبوتك كتوجيه المحركات مثلا */ 

 // تحويل المدة الزمنية الى مسافة
 // سرعة الصوت هي 340 متر في الثانية (أي 29 ميكوثانية في كل سنتيمتر واحد)ه
 // تقوم الموجة بالذهاب والإياب وبالتالي لإيجاد المسافة الحقيقية نقوم بقسمة المسافة المقطوعة على 2

 
 cm = ( duration / 29 ) / 2;
 
 Serial.print(cm);
 Serial.print("cm");
 Serial.println();

   //يمكنك أن تفعل في هذا المكان من الشيفرة ما تريد

 /*الحالة الرابعة: انتظار لبعض الوقت */

  delay(100);  // هذا الانتظار يعطي للبطاقة بعض الوقت لمواكبة سرعة الأحداث ليس إلا
}