Preprost infrardeči senzor. Arduino: optični senzor ovir Izboljšava kitajskega senzorja ovir

Naprava je preprost digitalni senzor ovir, ki ga vodi odbito infrardeče sevanje. Ta senzor je bil kupljen na Aliexpressu. Načelo delovanja je podobno shemi, ki je bila nedavno obravnavana

Zasnova in parametri

Strukturno je senzor tiskano vezje 31 x 14 mm; plošča ima eno pritrdilno luknjo.

Teža senzorja je 2,7 g Za napajanje in prenos informacij ima senzor tripolni konektor, katerega pini so označeni.

• Naprava se napaja s konstantno napetostjo v območju od 3,3 do 5 V, poraba toka je 25 mA pri napajalni napetosti 3,3 V in 40 mA pri napetosti 5 V.

Senzor vsebuje infrardečo LED in fotodetektor. Prisotnost ovire je določena z intenzivnostjo odbitega infrardečega sevanja. Z obrezovalnim uporom na senzorski plošči lahko nastavite zahtevano občutljivost naprave. Po navedbah proizvajalca se senzor odziva na ovire v območju od 2 do 30 cm, vidni kot senzorja je 35 stopinj. Avtor je senzor lahko prilagodil oviram v območju 3-8 cm, čeprav je lahko težava v tem, da je bil testiran samo en senzor, poleg tega pa je vidni kot senzorja res precej širok. Prav tako ne gre pozabiti, da različne površine odražati infrardeče sevanje na različne načine bo bolj "svetleča" površina v tem območju zaznana z večje razdalje kot temna. V vsakem primeru je ta senzor "blizansko orožje".

Ko se v vidnem polju senzorja pojavi ovira, se na njegovem informacijskem izhodu nastavi signal logične ničle. Če v vidnem polju ni nobene ovire, je izhodni signal logičen. Na senzorski plošči sta dve LED diodi, ena je indikator napajanja, druga pa indikator odziva senzorja, ki zasveti, ko se v območju vidljivosti pojavi ovira.

Povezovanje z Arduinom

Po navedbah prodajalca je senzor optimiziran za Arduino, upoštevajoč bogastvo za to preprosta naprava, navedbo in označevanje, se s tem zlahka strinjamo.

Za primer interakcije senzorja s platformo Arduino lahko vzamete program, ki prižge LED, povezano z digitalnimi vrati 13, s pritiskom na gumb, povezan z digitalnimi vrati 12 na plošči Arduino UNO. Program je bil vzet s spletnega mesta robocraft.ru

/*
* LED z gumbom
*/

int ledPin = 13; // LED
int btnPin = 12; // gumb
int val=0;

praznina nastavitev()
{
pinMode(ledPin, IZHOD); // to je izhod - LED
pinMode(btnPin, INPUT); // in to je gumb za vnos
Serial.begin(9600); // pisali bomo v vrata COM
}

void loop()
{
val = digitalRead(btnPin); // ugotovi stanje gumba
if(val==HIGH) // pritisnjen gumb
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // prižge LED
Serial.println("H");
}
sicer // gumb ni pritisnjen
{
digitalWrite(ledPin, LOW); // izklopi LED
Serial.println("L");
}
zamuda (100);
}

V tem primeru je senzor priključen namesto gumba. Po nalaganju programa v pomnilnik mikrokontrolerja lahko eksperimentirate z različnimi načini delovanja senzorja.

Zaključek nakupa

Na splošno dober poceni senzor za nadzor na dotik in sisteme za orientacijo robotov. V slednjem primeru bi verjetno lahko obstajala alternativa ali dopolnilo končnim stikalom, ki se sprožijo, ko robot pride v stik z oviro. Vredno denarja. Denev

Takšne senzorje ima skoraj vsak samovozeči robot. To so neke vrste robotske oči. Senzor deluje na principu radarja - pošilja in sprejema IR svetlobo. LED oddaja infrardeče žarke, ki ob odbitju od ovire zadenejo sprejemnik IR sevanja TSOP1736, ki ustvari izhodni signal nizka stopnja, kar pomeni, da obstaja signal. Če ni nobene ovire, potem žarki ne bodo šli nikamor in ne bo prišlo do odboja; sprejemnik IR žarkov ne bo videl ničesar.

Na splošno je ideja zelo preprosta, vendar obstaja več razlik. Prvič, sprejemnik IR sevanja se odziva samo na impulze določene frekvence, frekvenca je navedena v zadnjih dveh številkah oznake TSOP - 1736 - 36 KHz, 1738 - 38 KHz. Tisti. Za nadzor LED (vhodni izhod senzorja) morate uporabiti impulze natančno na sprejemni frekvenci TSOP. To je mogoče implementirati v programski opremi ali z uporabo PWM modula krmilnega mikrokrmilnika ali pa v strojni opremi s sestavljanjem generatorja na želeni frekvenci, recimo na časovniku 555 Osebno uporabljam PWM mikrokrmilniški modul za krmiljenje IR diode. Da se senzor odzove na signal, je optimalno poslati paket 8-15 impulzov na LED, nato pa takoj preveriti stanje IR sprejemnika. Če je njegov rezultat log.0, to pomeni, da obstaja ovira, morate izvesti manever. In vendar, filter IR sprejemnika je mogoče prilagoditi v majhnih mejah sprejetemu IR signalu; to ni nikjer dokumentirano, vendar je res. Zato ni potrebno vzdrževati natančno 36 KHz; dovolj je nastaviti tesno frekvenco (recimo 35750 Hz) in dati zadostno število impulzov, da se lahko TSOP prilagodi nanje in ima čas za reakcijo običajno 10-; Podanih je 15 utripov.

Zatič TSOP ima odprt kolektor; ko je signal prejet, zatič pade nizko. Če je izhod senzorja povezan z vrati krmilnika z vgrajenim vlečnim uporom, potem upor R2 ni potreben v vezju.

Tukaj je treba povedati tudi, da je območje določanja razdalje zelo odvisno od materiala. Senzor se na primer sploh ne odziva na črno plastiko, na bele tapete pa se odlično odziva. Za relativno prilagoditev občutljivosti senzorja se uporablja obrezovalni upor R4. In da se senzor odzove samo na odbito svetlobo in ne na samo LED, morate med diodo in sprejemnikom namestiti pregrado, ki je neprozorna za IR žarke.

Napravo napaja napetost 5 voltov (imam 4,8 voltno NI-MH baterijo).

Primer nastavitve 36 KHz PWM modula za mikrokontroler PIC
movlw d"14"
movwf CCPR1L ;Nastavitev obdobja 50%
movlw b"00001111"
movwf CCP1CON ;Omogoči PWM
bsf STATUS,RP0 ;Banka 1
movlw d"27" ; frekvenca PWM približno 36 KHz (za TSOP1736)
movwf PR2
bcf STATUS,RP0 ;BANK 0
clrf TMR2
movlw b"00000100" ;Omogoči modul PWM
movwf T2CON ;in časovnik TMR2, da deluje PWM

IR senzor ovir za robotske avtomobile YL-63 (FC-51)
Modul senzorja za izogibanje oviram za pametni avtomobil Infrardeči cevni modul, odsevni fotoelektrični senzor

Brezkontaktni senzor YL-63 zaznava predmete v razponu razdalj od skoraj nič do nastavljene meje, ne da bi prišli v neposreden stik z njimi. Različni proizvajalci dodelite različna imena isti napravi. Nekateri predstavljeni senzor imenujejo YL-63, drugi FC-51. Senzor je namenjen uporabi, ko ni potreben podatek o oddaljenosti do predmeta, temveč le o njegovi prisotnosti ali odsotnosti. Največja razdalja zaznavanja je odvisna od nastavitve. Senzor YL-63 ima diskretni izhod. to optični senzor beleženje povečanja jakosti odbitega infrardečega (IR) sevanja v nadzorovanem prostoru. Spremembe odbitega sevanja nastanejo zaradi premikanja delov mehanizmov ali premikanja okoliških predmetov. YL-63 lahko postavite na premikajoči se predmet, da določite njegov položaj v okoliškem prostoru. Uporablja se za zaznavanje ovir pri premikanju kolesnih in goseničnih avtomatskih vozil. Senzor lahko postane del vizualnega pripomočka za študente na področju sistemov vodenja in avtomatizacije.
Naprava vsebuje vir IR sevanja in fotodetektor. Sevanje se odbije od ovire in zabeleži fotodetektor. Oddaja signal v primerjalnik LM393, ki je konfiguriran za delovanje pri določeni stopnji osvetlitve fotodetektorja. Primerjalnik ustvari signal na izhodu senzorja YL-63 na nizki ali visoki logični ravni.

Optični senzor YL-63 spada v difuzijski razred. Ime skupine senzorjev je nastalo zaradi osnovnega delovanja senzorja za odboj sevanja v več smereh - difuzije sevanja po odbojni površini.
Delovanje naprave je določanje osvetlitve fotodetektorja. Ker YL-63 zaznava odbito sevanje, prihaja do napake pri merjenju razdalje zaradi različne odbojnosti površin predmetov iz različnih materialov.

Koeficienti oddaljenosti za odboj od različne materiale.

Za delovanje enote za zaznavanje tahometra se uporabljata različni odboj in absorpcija sevanja iz različnih materialov. Predpostavimo, da imamo. Vedeti morate število vrtljajev gredi motorja na minuto. YL-63 nam bo pomagal. Dovolj je, da na vztrajnik prilepimo kos belega papirja, senzorski žarek usmerimo na vztrajnik in dobili bomo senzorsko enoto merilnika vrtljajev.
Za zmanjšanje učinkov različnih motenj procesorski mikrokrmilnik v kratkem času zbira podatke, prejete od senzorja, in izvaja povprečenje. Senzor YL-63 lahko deluje v napravah, ki nimajo mikrokontrolerja.

Opcije

Napajalna napetost 3,3-5 V
Razdalja zaznavanja do odsevne bele mat ravnine 0,02-0,3 m
Kot zaznavanja 35°
Dimenzije 43 x 16 x 7 mm

Kontakti

Senzor za ovire YL-63, znan tudi kot FC-51, ima vtič s tremi nožicami:
VCC - napajalnik,
GND - skupna žica,
OUT - izhod.

Indikatorji

Na plošči modula sta dva indikatorja. Zeleni sij pomeni, da je napajanje vklopljeno. Rdeča LED sveti, če je v območju zaznavanja predmet.

Nastavitev razdalje zaznavanja

Nastavitev naprave olajša indikator detekcije. To vam omogoča, da konfigurirate YL-63 ali FC-51 za delovanje v realnih pogojih. Nastavitev občutljivosti senzorja se izvede s pomočjo spremenljivega upora, nameščenega na plošči. Ovira je nameščena na zahtevani razdalji od fotografskih naprav senzorja. Z vrtenjem gibljivega kontakta spremenljivega upora na plošči modula YL-63 nastavite odzivno razdaljo in prižgete rdečo LED. Nato se razdalja zaznavanja preveri s premikanjem odsevnega predmeta. Nastavitev se ponovi vsaj trikrat.

Program za obdelavo signalov ArduinoYL-63

Signal senzorja se dovaja na pin 12 Arduino.

Void setup() (
Serial.begin(9600);
pinMode(12,INPUT);
}
void loop() (
Serial.print("Signal: ");
Serial.println(digitalRead(12));
zamuda (500);
}

IR senzor ovir za robotske avtomobile YL-63 (FC-51)
Modul senzorja za izogibanje oviram za pametni avtomobil Infrardeči cevni modul, odsevni fotoelektrični senzor

Brezkontaktni senzor YL-63 zaznava predmete v razponu razdalj od skoraj nič do nastavljene meje, ne da bi prišli v neposreden stik z njimi. Različni proizvajalci isti napravi dodelijo različna imena. Nekateri predstavljeni senzor imenujejo YL-63, drugi FC-51. Senzor je namenjen uporabi, ko ni potreben podatek o oddaljenosti do predmeta, temveč le o njegovi prisotnosti ali odsotnosti. Največja razdalja zaznavanja je odvisna od nastavitve. Senzor YL-63 ima diskretni izhod. To je optični senzor, ki registrira povečanje jakosti odbitega infrardečega (IR) sevanja v nadzorovanem prostoru. Spremembe odbitega sevanja nastanejo zaradi premikanja delov mehanizmov ali premikanja okoliških predmetov. YL-63 lahko postavite na premikajoči se predmet, da določite njegov položaj v okoliškem prostoru. Uporablja se za zaznavanje ovir pri premikanju kolesnih in goseničnih avtomatskih vozil. Senzor lahko postane del vizualnega pripomočka za študente na področju sistemov vodenja in avtomatizacije.
Naprava vsebuje vir IR sevanja in fotodetektor. Sevanje se odbije od ovire in zabeleži fotodetektor. Oddaja signal v primerjalnik LM393, ki je konfiguriran za delovanje pri določeni stopnji osvetlitve fotodetektorja. Primerjalnik ustvari signal na izhodu senzorja YL-63 na nizki ali visoki logični ravni.

Optični senzor YL-63 spada v difuzijski razred. Ime skupine senzorjev je nastalo zaradi osnovnega delovanja senzorja za odboj sevanja v več smereh - difuzije sevanja po odbojni površini.
Delovanje naprave je določanje osvetlitve fotodetektorja. Ker YL-63 zaznava odbito sevanje, prihaja do napake pri merjenju razdalje zaradi različne odbojnosti površin predmetov iz različnih materialov.

Koeficienti razdalje za odboj od različnih materialov.

Za delovanje enote za zaznavanje tahometra se uporabljata različni odboj in absorpcija sevanja iz različnih materialov. Predpostavimo, da imamo. Vedeti morate število vrtljajev gredi motorja na minuto. YL-63 nam bo pomagal. Dovolj je, da na vztrajnik prilepimo kos belega papirja, senzorski žarek usmerimo na vztrajnik in dobili bomo senzorsko enoto merilnika vrtljajev.
Za zmanjšanje učinkov različnih motenj procesorski mikrokrmilnik v kratkem času zbira podatke, prejete od senzorja, in izvaja povprečenje. Senzor YL-63 lahko deluje v napravah, ki nimajo mikrokontrolerja.

Opcije

Napajalna napetost 3,3-5 V
Razdalja zaznavanja do odsevne bele mat ravnine 0,02-0,3 m
Kot zaznavanja 35°
Dimenzije 43 x 16 x 7 mm

Kontakti

Senzor za ovire YL-63, znan tudi kot FC-51, ima vtič s tremi nožicami:
VCC - napajalnik,
GND - skupna žica,
OUT - izhod.

Indikatorji

Na plošči modula sta dva indikatorja. Zeleni sij pomeni, da je napajanje vklopljeno. Rdeča LED sveti, če je v območju zaznavanja predmet.

Nastavitev razdalje zaznavanja

Nastavitev naprave olajša indikator detekcije. To vam omogoča, da konfigurirate YL-63 ali FC-51 za delovanje v realnih pogojih. Nastavitev občutljivosti senzorja se izvede s pomočjo spremenljivega upora, nameščenega na plošči. Ovira je nameščena na zahtevani razdalji od fotografskih naprav senzorja. Z vrtenjem gibljivega kontakta spremenljivega upora na plošči modula YL-63 nastavite odzivno razdaljo in prižgete rdečo LED. Nato se razdalja zaznavanja preveri s premikanjem odsevnega predmeta. Nastavitev se ponovi vsaj trikrat.

Program za obdelavo signalov ArduinoYL-63

Signal senzorja se dovaja na pin 12 Arduino.

Void setup() (
Serial.begin(9600);
pinMode(12,INPUT);
}
void loop() (
Serial.print("Signal: ");
Serial.println(digitalRead(12));
zamuda (500);
}

Opis in diagram senzorja za ovire na infrardeči žarki, ki je sestavljen na čipu K561LN2. Eden od problemov, ki jih je treba rešiti pri razvoju domačih gospodinjskih električnih aparatov, premikajočih se igrač in drugih podobnih avtomatiziranih naprav, je zaznavanje in izogibanje oviram ter zaznavanje ovir in približevanje predmetom.

Uporaba kontaktnih senzorjev za te namene ni vedno priročna, saj zahteva mehanski stik z oviro, z določeno mejno silo, odvisno od zasnove senzorja, kar pa ni vedno zaželeno. Veliko bolj priročen, zanesljiv in učinkovit je brezkontaktni senzor, ki ovire ne čuti, ampak jo vidi.

Tukaj je opis preprost senzor, videnje v infrardečem sevanju in izdelano iz delov sistemov daljinskega upravljanja gospodinjske opreme. Največji obseg zaznavanja ovir lahko doseže en meter ali več, če pa je to veliko (na primer, morate se odzvati na približevanje le enega centimetra), lahko njegov doseg zelo enostavno zmanjšate s povečanjem upora priključenega upora v seriji z oddajno IR LED.

Shematski diagram

Diagram senzorja je prikazan na sliki v besedilu. Izdelan je na osnovi mikrovezja K561LN2, ki vsebuje šest pretvornikov povečane obremenitve in take elemente sistema. daljinec opremo, kot sta infrardeči LED in infrardeči foto sprejemnik. Integralni fotodetektor, pri frekvenci modulacije IR toka 33 kHz.

riž. 1. Shematski prikaz senzorja ovir z uporabo IR žarkov.

Funkcionalno je vezje sestavljeno iz sprejemnika in oddajnika. Sprejemnik je sestavljen iz integriranega fotodetektorja HF1 in logičnega elementa D1.1. Oddajnik je sestavljen iz IR LED HL1 in generatorja impulzov 33 kHz na osnovi elementov D1.2-D1.6. Fotodetektor in LED sta nameščena drug ob drugem na plošči in usmerjena v eno smer – proti oviri.

Tiskano vezje

riž. 2. Tiskano vezje za senzorsko vezje.

Med njimi je neprozorna pregrada. Občutljivost (razpon) reguliramo z izbiro upora R3 (v diagramu najmanjši upor daje največjo občutljivost).

Gorbunov S. RK-2016-09.