Arduino: sensor óptico de obstáculos. Sensor infrarrojo simple Sensor láser de obstáculos
Sensor de obstáculos por infrarrojos para coches robot YL-63 (FC-51)
Módulo de Sensor para evitar obstáculos de coche inteligente, módulo de tubo infrarrojo, Sensor fotoeléctrico reflectante
El sensor sin contacto YL-63 detecta objetos en un rango de distancias desde casi cero hasta un límite establecido sin entrar en contacto directo con ellos. Varios fabricantes asignar diferentes nombres al mismo dispositivo. Algunos llaman al sensor presentado el nombre YL-63, otros FC-51. El sensor está diseñado para usarse cuando no se requiere información sobre la distancia a un objeto, sino solo sobre su presencia o ausencia. La distancia máxima de detección depende de la configuración. El sensor YL-63 tiene una salida discreta. Este sensor óptico registrar un aumento en la intensidad de la radiación infrarroja (IR) reflejada en un espacio controlado. Los cambios en la radiación reflejada se producen debido a partes móviles de mecanismos o al movimiento de objetos circundantes. YL-63 se puede colocar sobre un objeto en movimiento para determinar su posición en el espacio circundante. Se utiliza para detectar obstáculos al mover vehículos automáticos con ruedas y orugas. El sensor puede convertirse en parte de una ayuda visual para estudiantes en el campo de los sistemas de control y automatización.
El dispositivo contiene una fuente de radiación IR y un fotodetector. La radiación se refleja en un obstáculo y es registrada por un fotodetector. Transmite una señal al comparador LM393, que está configurado para funcionar a un cierto nivel de iluminación del fotodetector. El comparador genera una señal en la salida del sensor YL-63 en un nivel lógico bajo o alto.
El sensor óptico YL-63 pertenece a la clase de difusión. El nombre del grupo de sensores surgió debido al funcionamiento subyacente del sensor para la reflexión de la radiación en muchas direcciones: la difusión de la radiación a través de una superficie reflectante.
El funcionamiento del dispositivo consiste en determinar la iluminación del fotodetector. Dado que el YL-63 detecta la radiación reflejada, existe un error en la medición de la distancia causado por la diferente reflectividad de las superficies de los objetos hechos de diversos materiales.
Coeficientes de distancia para la reflexión desde varios materiales.
| papel blanco mate | 1 |
| Tejido de algodón | 0,6 |
| Cloruro de polivinilo gris | 0,57 |
| Árbol | |
| débilmente coloreado | 0,73 |
| crudo | 0,4 |
| Plástico | |
| blanco | 0,7 |
| negro | 0.22 |
| caucho negro | 0,2-0,15 |
| Aluminio cepillado | 1,2 |
| Acero inoxidable pulido | 2,3 |
La diferente reflexión y absorción de radiación de diferentes materiales se utilizan para operar la unidad de detección del tacómetro. Supongamos que tenemos. Necesita saber el número de revoluciones por minuto del eje del motor. YL-63 nos ayudará. Basta con pegar un trozo de papel blanco al volante, dirigir el haz del sensor hacia el volante y obtendremos una unidad sensora del tacómetro.
Para reducir los efectos de diversas interferencias, el microcontrolador de procesamiento acumula los datos recibidos del sensor durante un corto período de tiempo y realiza un promedio. El sensor YL-63 puede funcionar en dispositivos que no cuentan con microcontrolador.
Opciones
Tensión de alimentación 3,3-5 V
Distancia de detección al plano blanco mate reflectante 0,02-0,3 m
Ángulo de detección 35°
Dimensiones 43x16x7mm
Contactos
El sensor de obstáculos YL-63, también conocido como FC-51, tiene un conector de tres pines:
VCC - fuente de alimentación,
GND - cable común,
FUERA - salida.
Indicadores
Hay dos indicadores en la placa del módulo. Un brillo verde indica que hay energía encendida. El LED rojo se enciende si hay un objeto en la zona de detección.
Configuración de la distancia de detección
La configuración del dispositivo se ve facilitada por el indicador de detección. Esto le permite configurar el YL-63, también conocido como FC-51, para que funcione en condiciones reales. La configuración de la sensibilidad del sensor se realiza mediante una resistencia variable instalada en la placa. El obstáculo se instala a la distancia requerida de los dispositivos fotográficos del sensor. Al girar el contacto móvil de la resistencia variable en la placa del módulo YL-63, establece la distancia de respuesta y enciende el LED rojo. Luego se verifica la distancia de detección moviendo un objeto reflectante. El ajuste se repite al menos tres veces.
Programa para procesamiento de señales Arduino.YL-63
La señal del sensor se suministra al pin 12 del Arduino.
Configuración nula() (
Serie.begin(9600);
pinMode(12,ENTRADA);
}
bucle vacío() (
Serial.print("Señal: ");
Serial.println(digitalRead(12));
retraso(500);
}
Sensor de obstáculos por infrarrojos para coches robot YL-63 (FC-51)
Módulo de Sensor para evitar obstáculos de coche inteligente, módulo de tubo infrarrojo, Sensor fotoeléctrico reflectante
El sensor sin contacto YL-63 detecta objetos en un rango de distancias desde casi cero hasta un límite establecido sin entrar en contacto directo con ellos. Los distintos fabricantes asignan distintos nombres al mismo dispositivo. Algunos llaman al sensor presentado el nombre YL-63, otros FC-51. El sensor está diseñado para usarse cuando no se requiere información sobre la distancia a un objeto, sino solo sobre su presencia o ausencia. La distancia máxima de detección depende de la configuración. El sensor YL-63 tiene una salida discreta. Se trata de un sensor óptico que registra un aumento en la intensidad de la radiación infrarroja (IR) reflejada en un espacio controlado. Los cambios en la radiación reflejada se producen debido a partes móviles de mecanismos o al movimiento de objetos circundantes. YL-63 se puede colocar sobre un objeto en movimiento para determinar su posición en el espacio circundante. Se utiliza para detectar obstáculos al mover vehículos automáticos con ruedas y orugas. El sensor puede convertirse en parte de una ayuda visual para estudiantes en el campo de los sistemas de control y automatización.
El dispositivo contiene una fuente de radiación IR y un fotodetector. La radiación se refleja en un obstáculo y es registrada por un fotodetector. Transmite una señal al comparador LM393, que está configurado para funcionar a un cierto nivel de iluminación del fotodetector. El comparador genera una señal en la salida del sensor YL-63 en un nivel lógico bajo o alto.
El sensor óptico YL-63 pertenece a la clase de difusión. El nombre del grupo de sensores surgió debido al funcionamiento subyacente del sensor para la reflexión de la radiación en muchas direcciones: la difusión de la radiación a través de una superficie reflectante.
El funcionamiento del dispositivo consiste en determinar la iluminación del fotodetector. Dado que el YL-63 detecta la radiación reflejada, existe un error en la medición de la distancia causado por la diferente reflectividad de las superficies de los objetos hechos de diversos materiales.
Coeficientes de distancia para la reflexión de diversos materiales.
| papel blanco mate | 1 |
| Tejido de algodón | 0,6 |
| Cloruro de polivinilo gris | 0,57 |
| Árbol | |
| débilmente coloreado | 0,73 |
| crudo | 0,4 |
| Plástico | |
| blanco | 0,7 |
| negro | 0.22 |
| caucho negro | 0,2-0,15 |
| Aluminio cepillado | 1,2 |
| Acero inoxidable pulido | 2,3 |
La diferente reflexión y absorción de radiación de diferentes materiales se utilizan para operar la unidad de detección del tacómetro. Supongamos que tenemos. Necesita saber el número de revoluciones por minuto del eje del motor. YL-63 nos ayudará. Basta con pegar un trozo de papel blanco al volante, dirigir el haz del sensor hacia el volante y obtendremos una unidad sensora del tacómetro.
Para reducir los efectos de diversas interferencias, el microcontrolador de procesamiento acumula los datos recibidos del sensor durante un corto período de tiempo y realiza un promedio. El sensor YL-63 puede funcionar en dispositivos que no cuentan con microcontrolador.
Opciones
Tensión de alimentación 3,3-5 V
Distancia de detección al plano blanco mate reflectante 0,02-0,3 m
Ángulo de detección 35°
Dimensiones 43x16x7mm
Contactos
El sensor de obstáculos YL-63, también conocido como FC-51, tiene un conector de tres pines:
VCC - fuente de alimentación,
GND - cable común,
FUERA - salida.
Indicadores
Hay dos indicadores en la placa del módulo. Un brillo verde indica que hay energía encendida. El LED rojo se enciende si hay un objeto en la zona de detección.
Configuración de la distancia de detección
La configuración del dispositivo se ve facilitada por el indicador de detección. Esto le permite configurar el YL-63, también conocido como FC-51, para que funcione en condiciones reales. La configuración de la sensibilidad del sensor se realiza mediante una resistencia variable instalada en la placa. El obstáculo se instala a la distancia requerida de los dispositivos fotográficos del sensor. Al girar el contacto móvil de la resistencia variable en la placa del módulo YL-63, establece la distancia de respuesta y enciende el LED rojo. Luego se verifica la distancia de detección moviendo un objeto reflectante. El ajuste se repite al menos tres veces.
Programa para procesamiento de señales Arduino.YL-63
La señal del sensor se suministra al pin 12 del Arduino.
Configuración nula() (
Serie.begin(9600);
pinMode(12,ENTRADA);
}
bucle vacío() (
Serial.print("Señal: ");
Serial.println(digitalRead(12));
retraso(500);
}
lo más simple sensor de infrarrojos, que informará de la presencia de un obstáculo, se puede realizar con un solo transistor. Este producto casero probablemente no aplicación práctica, sino más bien teórico, que demuestra el funcionamiento de un sensor de obstáculos por infrarrojos. Por supuesto, nadie se molesta en hacer una aplicación práctica, por ejemplo, cuando se construyen robots simples.
Circuito del sensor de obstáculos por infrarrojos
El funcionamiento del circuito es muy sencillo. Un LED infrarrojo emite radiación infrarroja en un espectro invisible para el ojo humano. Si un objeto aparece en el camino de la radiación, entonces rayos infrarrojos comienzan a reflejarse en el objeto y regresan hacia el LED. Un fotoelemento infrarrojo (fotodiodo IR) sirve como trampa para estos rayos. Cuando los rayos reflejados inciden sobre él, su resistencia disminuye. Como resultado, la corriente en el circuito base del transistor aumenta y el transistor se abre. La carga del transistor es un LED azul que comienza a brillar. Puede conectar un timbre a la salida y escuchar una señal sonora.Si no hay ningún obstáculo para el sensor, entonces los rayos no se reflejan y el transistor no se abre.
Puede tomar cualquier transistor de la misma estructura, puede usar el KT315 o KT3102 soviético.
Conjunto de sensores
El circuito está ensamblado. montado en la pared. No requiere configuración: funciona de inmediato. Lo alimento con una batería de 3,7 V.
Los robots aspiradores utilizan sensores infrarrojos, varios sistemas control, una imprenta normal definitivamente tendrá un par de estos, o incluso más, etc.
El dispositivo es un sencillo sensor de obstáculos digital, guiado por radiación infrarroja reflejada. Este sensor fue comprado en Aliexpress. El principio de funcionamiento es similar al esquema que se consideró recientemente.
sensor de infrarrojos obstáculos comprados en Ali Diseño y parámetros.
Estructuralmente, el sensor es placa de circuito impreso 31 x 14 mm, la placa tiene un orificio de montaje.
Sensor de obstáculos por infrarrojos - placa de circuito impreso El peso del sensor es de 2,7 g Para el suministro de energía y la transmisión de información, el sensor tiene un conector de tres clavijas, cuyas clavijas están marcadas.
Conector de conexión de sensores de tres pines - El dispositivo funciona con un voltaje constante en el rango de 3,3 a 5 V, el consumo de corriente es de 25 mA con un voltaje de alimentación de 3,3 V y 40 mA con un voltaje de 5 V.
El sensor contiene un LED infrarrojo y un fotodetector. La presencia de un obstáculo está determinada por la intensidad de la luz reflejada. radiación infrarroja. Usando una resistencia de recorte en la placa del sensor, puede configurar la sensibilidad requerida del dispositivo. Según el fabricante, el sensor reacciona a obstáculos en el rango de 2 a 30 cm y el ángulo de visión del sensor es de 35 grados. El autor pudo ajustar el sensor a obstáculos en el rango de 3 a 8 cm, aunque el problema puede ser que solo se probó un sensor y, además, el ángulo de visión del sensor es bastante amplio. Tampoco hay que olvidar que varias superficies reflejan la radiación infrarroja de manera diferente, una superficie más "brillante" en este rango se detectará desde una distancia mayor que una oscura. En cualquier caso, este sensor es un "arma cuerpo a cuerpo".
Sensor de obstáculos por infrarrojos: tamaño de placa Cuando aparece un obstáculo en el campo de visión del sensor, se establece una señal lógica cero en su salida de información. Si no hay ningún obstáculo en el campo de visión, entonces la señal de salida es lógica. Hay dos LED en el tablero del sensor, uno es un indicador de encendido y el otro es un indicador de respuesta del sensor, que se enciende cuando aparece un obstáculo en la zona de visibilidad.
Conexión a Arduino
Según el vendedor, el sensor está optimizado para Arduino, teniendo en cuenta la riqueza de dicho dispositivo sencillo, indicación y marcado, uno puede estar fácilmente de acuerdo con esto.
Sensor de obstáculos IR con Arduino Para ver un ejemplo de cómo interactúa el sensor con la plataforma Arduino, puede tomar un programa que enciende un LED conectado al puerto digital 13 presionando un botón conectado al puerto digital 12 de la placa Arduino UNO. El programa fue tomado del sitio robocraft.ru.
/*
*LED con botón
*/intledPin = 13; // CONDUJO
int btnPin = 12; // botón
valor int=0;configuración nula()
{
pinMode(ledPin, SALIDA); // esta es la salida - LED
pinMode(btnPin, ENTRADA); // y este es el botón de entrada
Serie.begin(9600); // escribiremos en el puerto COM
}bucle vacío()
{
val = digitalRead(btnPin); // descubre el estado del botón
if(val==ALTO) // botón presionado
{
escritura digital (ledPin, ALTA); // enciende el LED
Serial.println("H");
}
else // botón no presionado
{
escritura digital (ledPin, BAJO); //apaga el LED
Serial.println("L");
}
retraso(100);
}
En este caso, en lugar de un botón, se conecta un sensor. Después de cargar el programa en la memoria del microcontrolador, puede experimentar con diferentes modos de funcionamiento del sensor.
Conclusión sobre la compra.
En general, un buen sensor económico para sistemas de control táctil y orientación de robots. En este último caso, probablemente podría existir una alternativa o complemento a los finales de carrera que se activan cuando el robot entra en contacto con un obstáculo. Bien vale la pena el dinero. denev
Todo robot que pueda conducir, volar o nadar debe poder ver los obstáculos en su camino. Para que el robot pueda hacer esto, necesita sensores adecuados. EN literatura inglesa tales dispositivos se llaman sensor de proximidad, los llamaremos sensores de obstáculos. En esta lección veremos uno de los sensores de obstáculos más comunes, que funciona según el principio de reflexión. Está diseñado de forma muy sencilla. El sensor contiene una fuente de luz direccional y un detector de luz. La fuente suele ser un LED infrarrojo con una lente y el detector es un fotodiodo o fototransistor. El LED del sensor está constantemente encendido y emite un haz de luz estrecho hacia adelante. Si hay un obstáculo frente al sensor (Figura A), la luz reflejada de la fuente incide en el detector y aparece un pulso positivo en la salida del sensor. En caso contrario, si no hay ningún obstáculo, el sensor queda en silencio (Figura B). Hay una tercera opción, cuando hay un obstáculo, ¡pero la luz no se refleja en él! La figura B muestra precisamente uno de esos casos. Resulta que el robot no verá una superficie negra mate.
1. Conexión
Conectaremos el sensor más simple con una salida digital. Diagrama esquemático de conexión a los terminales. ArduinoUno:
Aspecto del diseño
2. Configuración de sensibilidad
Como sabes, a nuestro alrededor hay muchas fuentes de radiación infrarroja, incluidas las lámparas y el sol. El elemento fotosensible del sensor detecta esta radiación de fondo y puede dar una falsa alarma. En otras palabras, el sensor de obstáculos puede funcionar cuando no hay ningún obstáculo. Para resolver este problema, el sensor tiene la capacidad de ajustar la sensibilidad de modo que sólo se detecte luz con suficiente intensidad. Esto generalmente se hace usando un comparador, un dispositivo electrónico que permite comparar dos niveles de voltaje. Un voltaje se suministra al comparador desde un fotodiodo y el otro desde un divisor de voltaje basado en un potenciómetro. Llamaremos al segundo voltaje. límite. Ahora el sensor dará una señal positiva solo cuando el voltaje en el fotodiodo sea mayor que el que configuramos. Para establecer el voltaje umbral, necesitamos un destornillador plano (también conocido como destornillador de punta plana). También nos ayudará en este procedimiento el LED de estado verde, que se enciende cuando el sensor detecta un nivel suficiente de luz infrarroja. El algoritmo de configuración se reduce a tres pasos:- colocamos el sensor en las condiciones de iluminación en las que funcionará;
- conecte el sensor a la fuente de alimentación y el LED rojo se iluminará;
- Retire todos los obstáculos delante del sensor y gire el potenciómetro hasta que se apague el LED de estado verde.
3. Programa
Por ejemplo, encenderemos y apagaremos el LED estándar No. 13 en ArduinoUno, dependiendo de las lecturas del sensor. Al utilizar un sensor digital, el programa será el mismo que en el caso de trabajar con botones. En cada iteración del ciclo bucle Leemos el valor en el pin #2 y luego comparamos este valor con el nivel. ALTO. Si el valor es ALTO, esto significa que el sensor ve un obstáculo y encendemos el LED en el pin No. 13. En caso contrario, apagamos el LED.constante int prx_pin = 2; constante int led_pin = 13; byte v; configuración vacía() ( pinMode(prx_pin, ENTRADA); pinMode(led_pin, SALIDA); ) void loop() ( v = digitalRead(prx_pin); if(v == ALTO) digitalWrite(led_pin, ALTO); else digitalWrite(led_pin , BAJO);
4. Ejemplo de uso
Intentemos ahora utilizar el sensor digital para el propósito previsto. Hagamos que el robot de dos ruedas responda a las lecturas de dos sensores ubicados a la izquierda y a la derecha. bucle.
Asegurémonos de que cuando se detecta un obstáculo, el robot se aleja de él en la dirección opuesta y luego continúa avanzando. Organicemos el programa en forma de diagrama de flujo del procedimiento.
Misiones- Si todo salió bien, intenta completar algunas tareas más con el robot.
- Apunte los sensores de obstáculos hacia abajo para que el robot pueda detectar el borde de la mesa. Escribe un programa que evite que el robot se caiga de la mesa.
- Vuelva a apuntar los sensores hacia abajo, pero esta vez con un propósito diferente. Como descubrimos, el sensor puede distinguir una superficie negra de una blanca. Utilice esta propiedad para crear un rastreador robótico (también conocido como LineFollower).
