「パルス変調式ボール & センサ」とは　



　　入門コースで使っていたボールセンサは、赤外線光の連続発光している物（ボール）に反応
　する様になっています。

　この「連続発光」を「断続発光：パルス点灯」に反応する様にしたもの、言い換えれば連続光
　に反応しなくて特定の周期で点灯している物ののみ反応するように設計されている物をパルス
　変調式ボールセンサと呼んでいます。








　　　　この特定な周期で点灯している内容を詳しく説明すると下記の時間的推移で点灯させています。




　　　　これは、RoboCup Junior Soccer Rules 2013 に規定された内容に沿って設計されています。

　　　　＜ 仕様 ＞の一部抜粋

　　　　　１．赤外線光

　　　　　　　　ボールは、周波数 40 [ kHz ] の矩形波搬送で変調された波形 920 ～ 960 [ nm ] の赤外線光を発光する。
　　　　　　　　ボールは、赤外線出力の起伏を最小にするのに十分な非常に明るい、広角LED を備えなければならない。

　　　　　２．変調

　　　　　　　　ボールの 40 [ kHz ] の搬送波は、1.2 [ kHz ] の段階に変調される。
　　　　　　　　変調波形の 833 [ μsec ] のサイクルには、完全な強さの 8 つのパルスと、1／4 の強さ（ いずれも 4 つのパルス ）が続く。
　　　　　　　　そして、およそ 346 [ μsec ] のスペース（ すなわち強さ 0 ）が続く。
　　　　　　　　LED のピーク電流レベルは、45 ～ 55 [ mA ] の範囲にある事。
　　　　　　　　放射強度は、LED 1 個に付き 20 [ mW／sr ] 以上である事。


　　　　＜ RoboCup Junior Soccer 公式サッカーボール ＞

　＜ 赤外線発光モード ＞

　１．RoboCup Junior Soccer パルス変調規格
　２．RoboCup Junior Soccer 非変調規　（ 定常発光モード ）
　３．600 [ Hz ] パルス変調　（ キャリア 40 [ kHz ] ）
　４．1200 [ Hz ] パルス変調　（ キャリア 40 [ kHz ] ）

　＜ 赤外線ピーク波長 ＞

　１．940 [ nm ]

　＜ 赤外線LED数 ＞

　１．20 [ 個 ]

　＜ 使用電池 ＞

　１．単四形アルカリ電池（1.5V）4本
　２．ニッケル水素充電池（1.2V）4本
　　　いづれかを使用します。







　　なぜ「パルス変調式ボール & センサ」を使うのか　

　　　　　それではなぜ「断続光」＜ 以降パルス光と呼びます。＞を使用するのでしょうか。

　　　　以下の特徴があります。＜ パルス以外にも、今回のセンサの特徴も併記 ＞

　　　　　①　消費電力が小さくなる。（ 断続的にしか電流が流れないので ）
　　　　　②　その為、発光LEDの発熱が小さくなる事で定格電流より多く電流を流す事が出来て強い光を発光出来る。
　　　　　　　光が強いとボールとセンサの距離を離す事ができて検出能力が高くなります。
　　　　　　　ただし、RoboCup Junior Soccer Rules 2013で、電流値、放射強度が規定されるので制限されています。
　　　　　③　受光側にパルス周波数と同一の周波数しか通さないフィルター回路を入れる事で、外乱光の影響が少なくなり感度（増幅率）を高めても誤動作
　　　　　　　する可能性を低く抑える事が可能となり、より遠くのボールを安定して検出（探し出す）することができます。


　　　　良い事ばかり説明しましたが、パルス方式は回路が複雑になり部品点数が多くなりコストがかかるのとセンサ基板が大きくなるという欠点があります。
　　　　どんなセンサにも長所、短所がありますが、ロボットを安定して動作させるセンサ選択の一助となるセンサです。



　　プログラム制作について　

　　　　　上記パルス変調方式の「 バール ＆ ボールセンサ 」を使ったプログラムは、いままで定常光方式の「 バール ＆ ボールセンサ 」で作ってきたプロ
　　　　グラムをそのまま使う事ができます。

　　　　　というのは、センサから出力される情報（電圧値）は、方式が異なってもほとんど変わる事がなく、ボールとセンサ間の距離に比例した電圧値が得ら
　　　　れます。ただ距離と電圧値は全く同じではありませんので、センサモニターで確認してプログラムの値を修正して下さい。

　　　　　入門コースのボールセンサを使うを参照して下さい。