TABシールド２機で音速を測定

以前、優秀な高校１年生が物理チャレンジ大会で、Arduinoを使って音速を計るもので、優秀賞を取ったのがあり、以前からTABシールドにある音センサを使えばできると分かっていて、やっと時間が持てたので、トライしてみた。

我が家の廊下に、２つのArduino+TABシールドを用意し、２つをPCに接続して、計測準備をした。

最初は、手拍子で音速を計ると、ばらつきがあり、もっと金属音が良いだろうと思って、スプーン２つを互いにたたきつけて計測したら、うまい具合に、秒速約３４２ｍあたりを出してくれるようになった。

実際は、写真のように、１ｍ離した２つのArduino+TABシールドで、手前のは、単に音センサの値をアナログA2から取り出し、奥のもののアナログA5で読み込ませている。写真のさらに手前で、２つのスプーンを叩くことで、手前の音センサで取れたものから、つぎに奥の音センサで取れる時間差を表示させる簡単なスケッチ（プログラム）としている。

計測の結果での大方の値は、この１ｍ間隔では、2912マイクロ秒、つまり0.002912秒掛かっている。逆算すると、音速で約342ｍ/秒が出てくる。

作成したスケッチは、以下の通り。物理学の勉強にもまずまず使えるのでと感心した。

//本スケッチは、２台のArduino+TABシールドで
//音速を測定するもの
//奥のArduinoに本プログラムを書き込み
//奥のArduinoからシリアル画面に値を表示させる
void setup(){
pinMode(6,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
static int val;
static unsigned long time;
val = analogRead(A5) - 512;//手前のTABシールドの音センサ値
val = val<0?-val:val;
time = micros();
if(val>300) {
do{
val=analogRead(A2) - 512;//奥のTABシールドの音センサ値
val = val<0?-val:val;
}while(val<300);
time = micros()- time;
Serial.println((long)time);
digitalWrite(6,HIGH);
delay(3000);
digitalWrite(6,LOW);
}
}