เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวางอินฟราเรด Arduino: เซ็นเซอร์อุปสรรคแสงการตั้งค่าระยะการตรวจจับ

ภาพรวมของเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง YL-63

ดิจิทัล เซ็นเซอร์อินฟราเรดอุปกรณ์หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง YL-63 (หรือ FC-51) (รูปที่ 1) จะใช้เมื่อจำเป็นต้องระบุการมีอยู่ของวัตถุ แต่ไม่จำเป็นต้องทราบระยะห่างที่แน่นอนจากวัตถุ เซ็นเซอร์ประกอบด้วย ตัวปล่อยอินฟราเรดและเครื่องตรวจจับแสง แหล่งกำเนิด IR ปล่อยคลื่นอินฟราเรด ซึ่งสะท้อนจากสิ่งกีดขวางและบันทึกโดยเครื่องตรวจจับแสง เซ็นเซอร์ตรวจจับสิ่งกีดขวางภายในช่วงระยะทางตั้งแต่ศูนย์ถึงขีดจำกัดที่ตั้งไว้ มันถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของตัวเปรียบเทียบ LM393 ซึ่งจ่ายแรงดันเอาต์พุตตามหลักการ: ตรวจพบสิ่งกีดขวาง - ระดับลอจิคัลสูง, ตรวจไม่พบ - ระดับลอจิคัล ต่ำ, สถานะนี้ยังระบุด้วย LED สีแดงที่อยู่บนเซ็นเซอร์ ค่าเกณฑ์ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าเซ็นเซอร์และปรับโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ที่ติดตั้งบนโมดูล มีการติดตั้ง LED สีเขียวบนเซ็นเซอร์เพื่อระบุพลังงาน เซ็นเซอร์ใช้ในวิทยาการหุ่นยนต์เพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวางเมื่อเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์ที่มีล้อหรือติดตาม

ลักษณะทางเทคนิคของเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง YL-63

รุ่น: YL-63 (หรือ FC-51)
แรงดันไฟฟ้า: 3.3–5 V
ประเภทเซนเซอร์: การแพร่กระจาย
เครื่องเปรียบเทียบ: LM393
ระยะการตรวจจับสิ่งกีดขวาง: 2 – 30 ซม
มุมตรวจจับสิ่งกีดขวางที่มีประสิทธิภาพ: 35°
โพเทนชิออมิเตอร์เพื่อเปลี่ยนความไว
ไฟ LED เพาเวอร์
ไฟ LED แสดงสถานะการทำงาน
ขนาด: 43 x 16 x 7 มม

การเชื่อมต่อ YL-63 กับ Arduino

โมดูลมี 3 เอาต์พุต:

VCC - แหล่งจ่ายไฟ 3-5 V;
GND - กราวด์;
ออก - เอาต์พุตดิจิตอล

มาเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เข้ากับบอร์ด Arduino (แผนภาพการเชื่อมต่อในรูปที่ 1) และเขียนภาพร่างง่ายๆ ที่ส่งสัญญาณการมีอยู่ของสิ่งกีดขวางด้วยสัญญาณเสียง มาอัปโหลดภาพร่างจากรายการที่ 1 ไปยังบอร์ด Arduino และดูว่าเซ็นเซอร์ตอบสนองต่อสิ่งกีดขวางอย่างไร (ดูรูปที่ 2)

รูปที่ 1 แผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ YL-63 เข้ากับบอร์ด Arduino

มาอัปโหลดภาพร่างจากรายการที่ 1 ไปยังบอร์ด Arduino และดูว่าเซ็นเซอร์ตอบสนองต่อสิ่งกีดขวางอย่างไร (ดูรูปที่ 3) รายการ 1 // ร่างรีวิวเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง YL-63 // http:// http://3d-diy.ru // หน้าสัมผัสสำหรับเชื่อมต่อเอาต์พุตเซ็นเซอร์ #define PIN_YL63 5 // ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ Y63 #define สิ่งกีดขวาง digitalRead (PIN_YL63) การตั้งค่าเป็นโมฆะ () ( // การเริ่มต้นพอร์ตอนุกรม Serial.begin (9600); // ตั้งค่าพินการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เป็น INTPUT pinMode (PIN_YL63, INTPUT); ) void loop () ( ถ้า (สิ่งกีดขวาง == 1) ( Serial.println ("BARRIER!!!"); // โซนการตรวจจับอุปสรรคในขณะที่ (สิ่งกีดขวาง == 1) // กำลังรอทางออก (;) ) อื่น ๆ ( Serial.println ("ไม่ใช่สิ่งกีดขวาง"); // นอกโซนการตรวจจับสิ่งกีดขวางในขณะที่ (สิ่งกีดขวาง == 1) // กำลังรออินพุต (;) ) )

รูปที่ 2 เอาต์พุตมอนิเตอร์พอร์ตอนุกรม

ใช้โพเทนชิออมิเตอร์มาทดลองตั้งค่าเกณฑ์กัน

ตัวอย่างการใช้งาน

ลองพิจารณาตัวอย่างการใช้เซ็นเซอร์ YL-63 บนแพลตฟอร์มหุ่นยนต์ขับเคลื่อนด้วยตนเองยอดนิยม - หุ่นยนต์เคลื่อนที่บน ใช้ Arduino(ดู 3)

รูปที่ 3 แพลตฟอร์มหุ่นยนต์ – หุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่ใช้ Arduino

มาสร้างภาพร่างหุ่นยนต์ที่กำลังเดินทางข้ามเขาวงกตกันดีกว่า หากเมื่อเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์ในเขาวงกต หากคุณยึดติดกับด้านใดด้านหนึ่ง (ซ้ายหรือขวา) ก็จะถึงทางออกอย่างแน่นอน (รูปที่ 4)

รูปที่ 4 แผนผังของหุ่นยนต์ที่เดินทางเข้าไปในเขาวงกต

มาติดตั้งเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวางสามตัวบนกันชนหน้าของหุ่นยนต์ โดยสองตัวมองไปข้างหน้า และตัวหนึ่งมองไปทางขวา (ดูรูปที่ 5)

การมีเซ็นเซอร์ด้านหน้าสองตัวช่วยปรับปรุงคุณภาพการตรวจจับสิ่งกีดขวางด้านหน้า เนื่องจากเซ็นเซอร์ตัวเดียวไม่ครอบคลุมพื้นที่ด้านหน้าทั้งหมด

รูปที่ 5 การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวางกับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่ใช้ Arduino

ในภาพร่าง เราจะตรวจสอบสถานะของเซ็นเซอร์ และทำการตัดสินใจเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่ได้รับ เซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับหมุด Arduino 2, 12, 13 // หมายเลขพอร์ตที่เชื่อมต่อเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง const int Front1 = 2, Front2 = 12, ขวา = 13; มาสร้างภาพร่างใหม่ใน Arduino IDE เพิ่มโค้ดจากรายการ 2 ลงไปแล้วอัปโหลดภาพร่างไปยังบอร์ด Arduino รายการ 2 // ประกาศตัวแปรเพื่อจัดเก็บสถานะของมอเตอร์สองตัว อินท์ motor_L1, motor_L2, input_L; อินท์ motor_R1, motor_R2, input_R; // ค่าคงที่เวลาใช้เพื่อตั้งเวลาในการเลี้ยว หมุน ก้าวไปข้างหน้าอย่างแม่นยำ // ในหน่วยมิลลิวินาที const int time_90 = 390; // จำนวนพอร์ตที่เชื่อมต่อเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง const int Front1 = 2, Front2 = 12, ขวา = 13; //================================================ ======== การตั้งค่าเป็นโมฆะ() ( // เราป้อนหมายเลขหน้าสัมผัส Arduino (พิน) ลงในตัวแปร // สำหรับมอเตอร์ด้านซ้ายและขวาของเครื่อง setup_motor_system(3, 4, 11, 7, 8, 10); // pinMode(Front1, INPUT); pinMode(Front2, INPUT); pinMode(Right, INPUT); // เครื่องยนต์กำลังทำงาน setspeed(255, 255); ) // โปรแกรมหลัก void loop() ( บูลีน d_Front1, d_Front2, d_Right; d_Front1 = digitalRead(Front1); d_Front2 = digitalRead(Front2); d_Right = digitalRead(Right); // หากไม่มีเซ็นเซอร์ถูกกระตุ้น ถ้า (d_Front1 && d_Front2 && d_Right) ( //ชะลอความเร็วล้อขวาลง (255, 15); ไปข้างหน้า();//เลี้ยวขวา ) else ( //หากเซ็นเซอร์ด้านหน้าตัวใดตัวหนึ่งทำงานและเซ็นเซอร์ด้านขวาไม่ถูกกระตุ้น ถ้า ((! d_Front1) || (!d_Front2) ) ( //กำลังสูงสุดสำหรับทุกล้อ setspeed(255, 255); // เลี้ยวซ้าย 90 องศา ซ้าย(); ล่าช้า(time_90 / 5); ) else ( // ถ้า เซ็นเซอร์ด้านขวาถูกกระตุ้น // ชะลอความเร็วล้อซ้าย setspeed(15, 255); ไปข้างหน้า();//เลี้ยวซ้าย. ) ) ) // ฟังก์ชั่นสำหรับการเริ่มต้นการควบคุมมอเตอร์ เป็นโมฆะ setup_motor_system (int L1, int L2, int iL, int R1, int R2, int iR) ( // ป้อนหมายเลขผู้ติดต่อ Arduino (พิน) ลงในตัวแปร motor_L1 = L1; motor_L2 = L2; input_L = iL; // สำหรับมอเตอร์ซ้ายและขวาของรถยนต์ motor_R1 = R1; motor_R2 = R2; input_R = iR; // ถ่ายโอนพอร์ตที่ระบุไปยังสถานะเอาต์พุตข้อมูล pinMode(motor_L1, OUTPUT); pinMode(motor_L2, OUTPUT); pinMode (input_L, OUTPUT); pinMode( motor_R1, OUTPUT); pinMode(motor_R2, OUTPUT); pinMode(input_R, OUTPUT); ) // ฟังก์ชั่นตั้งค่าความเร็วมอเตอร์ เป็นโมฆะ setspeed (int LeftSpeed, int RightSpeed) ( // ตั้งค่าความกว้างของขอบบวกตั้งแต่ 0 ถึง 255 analogWrite (input_L, LeftSpeed); analogWrite (input_R, RightSpeed); // ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใดมอเตอร์ก็จะยิ่งเข้มข้นมากขึ้นเท่านั้น ) // เลี้ยวซ้ายโดยล็อคล้อซ้ายไว้ เป็นโมฆะไปข้างหน้า () ( // ล้อซ้ายหมุนไปข้างหน้า digitalWrite (motor_L1, HIGH); digitalWrite (motor_L2, LOW); // ล้อขวาหมุนไปข้างหน้า digitalWrite (motor_R1, HIGH); digitalWrite (motor_R2, LOW); ) // เลี้ยวซ้าย. เป็นโมฆะซ้าย() ( // ล้อซ้ายหมุนไปข้างหลัง digitalWrite(motor_L1, LOW); digitalWrite(motor_L2, HIGH); // ล้อขวาหมุน digitalWrite(motor_R1, HIGH); digitalWrite(motor_R2, LOW); ) เปิดตัวหุ่นยนต์ใน เขาวงกตและดูว่าเขาเคลื่อนไหวอย่างไรในเขาวงกต

คำถามที่พบบ่อย FAQ

1. ไฟ LED สีเขียวไม่สว่างขึ้น

ตรวจสอบว่าเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อย่างถูกต้อง

2. เซ็นเซอร์ตรวจไม่พบสิ่งกีดขวางในระยะที่กำหนด

ใช้โพเทนชิออมิเตอร์ เลือกเกณฑ์การตอบสนองของเซ็นเซอร์

คำอธิบายและแผนผังของเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวางเปิดอยู่ รังสีอินฟราเรดซึ่งประกอบอยู่บนชิป K561LN2 ปัญหาหนึ่งที่ต้องแก้ไขเมื่อพัฒนาเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนแบบโฮมเมด ของเล่นที่เคลื่อนไหว และอุปกรณ์อัตโนมัติอื่น ๆ ที่คล้ายกันคือการตรวจจับและหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางตลอดจนการตรวจจับสิ่งกีดขวางและวัตถุที่เข้าใกล้

การใช้เซ็นเซอร์แบบสัมผัสเพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ไม่สะดวกเสมอไป เนื่องจากต้องใช้การสัมผัสทางกลกับสิ่งกีดขวาง โดยมีแรงเกณฑ์ที่แน่นอนขึ้นอยู่กับการออกแบบของเซ็นเซอร์ซึ่งไม่เป็นที่ต้องการเสมอไป สะดวกเชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพมากกว่ามากคือเซ็นเซอร์แบบไร้สัมผัสที่ไม่รู้สึกถึงสิ่งกีดขวาง แต่มองเห็นได้

นี่คือคำอธิบาย เซ็นเซอร์ที่เรียบง่ายมองเห็นได้ในรังสีอินฟราเรดและทำจากชิ้นส่วนจากระบบควบคุมระยะไกลของอุปกรณ์ในครัวเรือน ระยะการตรวจจับสิ่งกีดขวางสูงสุดสามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่หนึ่งเมตรขึ้นไป แต่ถ้าเป็นจำนวนมาก (เช่น คุณต้องตอบสนองต่อการเข้าใกล้เพียงหนึ่งเซนติเมตร) ระยะของการตรวจจับสามารถลดลงได้อย่างง่ายดายมากโดยการเพิ่มความต้านทานของตัวต้านทานที่เชื่อมต่ออยู่ ต่อเนื่องกันโดยมีไฟ LED IR เปล่งแสง

แผนภาพ

แผนภาพเซ็นเซอร์แสดงในรูปในข้อความ มันถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของไมโครวงจร K561LN2 ซึ่งมีอินเวอร์เตอร์หกตัวที่มีความสามารถในการโหลดเพิ่มขึ้นและองค์ประกอบของระบบดังกล่าว รีโมทอุปกรณ์เช่น LED อินฟราเรดและตัวรับภาพถ่ายอินฟราเรด ตัวตรวจจับแสงแบบรวม ที่ความถี่การมอดูเลตฟลักซ์ IR ที่ 33 kHz

ข้าว. 1. แผนผังของเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวางโดยใช้รังสีอินฟราเรด

วงจรประกอบด้วยตัวรับและตัวส่ง เครื่องรับประกอบด้วยเครื่องตรวจจับแสง HF1 ในตัวและองค์ประกอบลอจิก D1.1 ตัวส่งสัญญาณประกอบด้วย IR LED HL1 และเครื่องกำเนิดพัลส์ 33 kHz ที่ใช้องค์ประกอบ D1.2-D1.6 เครื่องตรวจจับแสงและ LED จะอยู่เคียงข้างกันบนบอร์ดและมุ่งไปในทิศทางเดียว - ไปยังสิ่งกีดขวาง

แผงวงจรพิมพ์

ข้าว. 2. แผงวงจรพิมพ์สำหรับวงจรเซ็นเซอร์

มีฉากกั้นทึบระหว่างพวกเขา ความไว (ช่วง) ถูกควบคุมโดยการเลือกความต้านทาน R3 (ในแผนภาพ ความต้านทานต่ำสุดจะให้ความไวสูงสุด)

กอร์บูนอฟ เอส. RK-2016-09

หุ่นยนต์ทุกตัวที่สามารถขับเคลื่อน บิน หรือว่ายน้ำได้จะต้องสามารถมองเห็นสิ่งกีดขวางที่ขวางทางได้ เพื่อให้หุ่นยนต์ทำเช่นนี้ได้ จำเป็นต้องมีเซ็นเซอร์ที่เหมาะสม ใน วรรณคดีอังกฤษอุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่า เซ็นเซอร์ความใกล้ชิดเราจะเรียกพวกมันว่าเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง ในบทนี้ เราจะดูเซ็นเซอร์สิ่งกีดขวางที่พบบ่อยที่สุดตัวหนึ่ง ซึ่งทำงานบนหลักการสะท้อนกลับ มันถูกออกแบบมาอย่างเรียบง่ายมาก เซ็นเซอร์ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแสงแบบกำหนดทิศทางและเครื่องตรวจจับแสง แหล่งกำเนิดมักเป็น LED อินฟราเรดพร้อมเลนส์ และตัวตรวจจับคือโฟโตไดโอดหรือโฟโตทรานซิสเตอร์ ไฟ LED บนเซ็นเซอร์จะเปิดตลอดเวลาและปล่อยลำแสงแคบไปในทิศทางไปข้างหน้า หากมีสิ่งกีดขวางด้านหน้าเซ็นเซอร์ (รูปที่ A) แสงที่สะท้อนจากแหล่งกำเนิดจะกระทบกับเครื่องตรวจจับ และพัลส์บวกจะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตเซ็นเซอร์ มิฉะนั้นหากไม่มีสิ่งกีดขวางเซ็นเซอร์ก็จะเงียบ (รูป B) มีตัวเลือกที่สาม เมื่อมีสิ่งกีดขวาง แต่ไม่มีแสงสะท้อนออกมา! รูปที่ B แสดงกรณีดังกล่าว ปรากฎว่าหุ่นยนต์จะไม่เห็นพื้นผิวสีดำด้าน

1. การเชื่อมต่อ

เราจะเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ที่ง่ายที่สุดกับเอาต์พุตดิจิทัล แผนผังของการเชื่อมต่อกับเทอร์มินัล อาร์ดูโน่ อูโน่:

ลักษณะเค้าโครง

2. การตั้งค่าความไว

ดังที่คุณทราบ มีแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดมากมายรอบตัวเรา รวมถึงโคมไฟและดวงอาทิตย์ด้วย องค์ประกอบไวแสงของเซ็นเซอร์ตรวจจับรังสีพื้นหลังนี้และอาจส่งสัญญาณเตือนที่ผิดพลาด กล่าวอีกนัยหนึ่ง เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวางสามารถทำงานได้เมื่อไม่มีสิ่งกีดขวางเลย เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เซ็นเซอร์สามารถปรับความไวเพื่อให้ตรวจจับได้เฉพาะแสงที่มีความแรงเพียงพอเท่านั้น โดยปกติจะทำได้สำเร็จโดยใช้เครื่องเปรียบเทียบ ซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ให้คุณเปรียบเทียบระดับแรงดันไฟฟ้าสองระดับได้ แรงดันไฟฟ้าหนึ่งถูกส่งไปยังเครื่องเปรียบเทียบจากโฟโตไดโอดและอีกแรงดันไฟฟ้าหนึ่งจากตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ เราจะเรียกแรงดันไฟฟ้าที่สอง เกณฑ์. ตอนนี้เซ็นเซอร์จะให้สัญญาณบวกเฉพาะเมื่อแรงดันไฟฟ้าบนโฟโตไดโอดมากกว่าที่เราตั้งไว้ ในการปรับแรงดันไฟฟ้าตามเกณฑ์ เราต้องใช้ไขควงปากแบน (หรือที่เรียกว่าไขควงปากแบน) ในขั้นตอนนี้ เราจะได้รับความช่วยเหลือจากไฟ LED แสดงสถานะสีเขียว ซึ่งจะสว่างขึ้นเมื่อเซ็นเซอร์บันทึกระดับที่เพียงพอ แสงอินฟราเรด. อัลกอริธึมการตั้งค่ามีสามขั้นตอน:

เราวางเซ็นเซอร์ไว้ในสภาพแสงที่จะใช้งาน
เชื่อมต่อเซ็นเซอร์เข้ากับแหล่งจ่ายไฟและไฟ LED สีแดงที่เซ็นเซอร์จะสว่างขึ้น
กำจัดสิ่งกีดขวางทั้งหมดที่ด้านหน้าเซ็นเซอร์แล้วหมุนโพเทนชิออมิเตอร์จนกระทั่งไฟ LED แสดงสถานะสีเขียวดับลง

ในการตรวจสอบ เรานำฝ่ามือของเราไปที่เซ็นเซอร์ และไฟ LED สีเขียวจะสว่างขึ้นในระยะหนึ่ง ถ้าเราเอามือออก ไฟ LED จะดับลง ระยะห่างที่เซ็นเซอร์ตรวจจับสิ่งกีดขวางจะขึ้นอยู่กับระดับแสงพื้นหลัง การตั้งค่าความไว และการเปิด ตำแหน่งที่ถูกต้องโฟโตไดโอดและ LED บนเซ็นเซอร์ ต้องวางขนานกันอย่างเคร่งครัด ตอนนี้เซ็นเซอร์ได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้องแล้ว มาเริ่มสร้างโปรแกรมกันดีกว่า

3. โปรแกรม

เช่น เราจะเปิดปิดไฟ LED มาตรฐานเบอร์ 13 อาร์ดูโน่ อูโน่ขึ้นอยู่กับการอ่านเซ็นเซอร์ เมื่อใช้เซ็นเซอร์ดิจิตอลโปรแกรมจะเหมือนกับในกรณีที่ใช้งานปุ่มต่างๆ ในการวนซ้ำแต่ละครั้ง วนซ้ำเราอ่านค่าที่พิน #2 แล้วเปรียบเทียบค่านี้กับระดับ สูง. หากมีค่าเป็น สูงซึ่งหมายความว่าเซ็นเซอร์มองเห็นสิ่งกีดขวางและเราเปิดไฟ LED ที่พินหมายเลข 13 มิฉะนั้นเราจะปิด LED const int prx_pin = 2; const int led_pin = 13; ไบต์วี; การตั้งค่าเป็นโมฆะ () ( pinMode (prx_pin, INPUT); pinMode (led_pin, OUTPUT); ) void loop () ( v = digitalRead (prx_pin); if (v == HIGH) digitalWrite (led_pin, HIGH); else digitalWrite (led_pin) , ต่ำ); )

4. ตัวอย่างการใช้งาน

ตอนนี้เรามาลองใช้เซ็นเซอร์ดิจิตอลตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ มาทำให้หุ่นยนต์สองล้อตอบสนองต่อการอ่านเซ็นเซอร์สองตัวที่อยู่ทางซ้ายและขวากัน

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเมื่อตรวจพบสิ่งกีดขวาง หุ่นยนต์จะหันหนีจากสิ่งกีดขวางไปในทิศทางตรงกันข้าม จากนั้นจึงเคลื่อนที่ไปข้างหน้าต่อไป เรามาจัดโปรแกรมให้อยู่ในรูปของ Flowchart ของขั้นตอนกัน วนซ้ำ.

งาน

หากทุกอย่างเรียบร้อยดี ให้ลองทำงานบางอย่างกับหุ่นยนต์ให้สำเร็จ

ชี้เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวางลงเพื่อให้หุ่นยนต์สามารถตรวจจับขอบโต๊ะได้ เขียนโปรแกรมป้องกันหุ่นยนต์ตกจากโต๊ะ
ชี้เซ็นเซอร์ลงอีกครั้ง แต่คราวนี้มีจุดประสงค์อื่น ตามที่เราค้นพบ เซ็นเซอร์สามารถแยกแยะพื้นผิวสีดำจากพื้นผิวสีขาวได้ ใช้คุณสมบัตินี้เพื่อสร้างตัวติดตามหุ่นยนต์ (หรือที่เรียกว่า LineFollower)
ชี้เซ็นเซอร์ไปด้านข้างแล้วให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปตามผนัง

บทสรุป

ในบทต่อไป เราจะมาทำความรู้จักกับเซ็นเซอร์ ซึ่งได้รับการออกแบบในลักษณะเดียวกันเกือบทั้งหมด แต่เหมาะสำหรับการตรวจจับพื้นผิวขาวดำมากกว่า เรามาลองอ่านไม่ใช่สัญญาณดิจิทัล แต่เป็นสัญญาณอะนาล็อกจากเซ็นเซอร์เพื่อสร้างตัวติดตามหุ่นยนต์ขั้นสูงยิ่งขึ้น

พูดตรงๆ ไม่มีทางเป็นอย่างอื่นได้! lm311 เป็นตัวเปรียบเทียบ (ราคา 9-10 รูเบิลทั่วไป) เครื่องเปรียบเทียบจะเปรียบเทียบปริมาณอินพุต 2 ปริมาณ ในแผนภาพ ค่าอินพุตหนึ่งคือ "แรงดันไฟฟ้าในอุดมคติ" ซึ่งกำหนดโดยตัวต้านทานแบบแปรผัน ค่าที่สองคือค่าที่ส่งผ่านโฟโตทรานซิสเตอร์ไปยังอินพุตที่สองของตัวเปรียบเทียบ โดยการเปรียบเทียบค่า ผู้เปรียบเทียบจะได้ข้อสรุป หากลำแสง LED ส่องบนโฟโต้ทรานซิสเตอร์ (หรือแสดงจากพื้นผิว) แสดงว่าเอาต์พุต สัญญาณมีการตั้งค่าศูนย์ตรรกะ หากลำแสงไม่ปรากฏและไม่โดนโฟโตทรานซิสเตอร์ ไฟ LED จะสว่างขึ้น...

เราทดสอบโฟโตไดโอด โฟโตทรานซิสเตอร์ และรีเลย์ IR และก็ได้ข้อสรุปว่า เซ็นเซอร์ที่ดีที่สุดในโครงร่างนี้คือ: โฟโตไดโอด 5 มม. และโฟโตทรานซิสเตอร์ขนาด 3 มม. มีมากมาย ภาพถ่ายต่างๆอุปกรณ์และบางทีคุณเองก็อาจเลือกบางอย่างให้กับคุณ
สำหรับผู้เริ่มต้นควรผลิตบนเขียงหั่นขนม

แทนที่จะเป็นตัวต้านทาน 330 โอห์ม สามารถติดตั้งตัวต้านทานประมาณ 91-100 โอห์มได้
ปริมาณการใช้บอร์ดมีน้อย
พิสัย:
เมื่อจัดระเบียบแผงกั้นภาพถ่าย ระยะทางจะถึงหนึ่งเมตร - ขึ้นอยู่กับการปรับ LED และตัวตรวจจับแสงอย่างแม่นยำ
เมื่อจัดเซ็นเซอร์กำหนดเส้นหรือสิ่งกีดขวางให้มีระยะห่างถึง 2-15 เซนติเมตร

เซ็นเซอร์ผลิตขึ้น ใช้งานได้ ผ่านการทดสอบแล้ว ประสิทธิภาพได้รับการพิสูจน์แล้ว!
คำถามของคุณในความคิดเห็น
เซ็นเซอร์ใช้ร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ไม่มี ADC ในตัวและตัวเปรียบเทียบ

บทความอื่น ๆ ในส่วน:

อแดปเตอร์คอม. แผนภาพการทำงาน RS232-TTL

เซ็นเซอร์ฝ่าอุปสรรค IR สำหรับรถยนต์หุ่นยนต์ YL-63 (FC-51)
โมดูลเซ็นเซอร์หลีกเลี่ยงอุปสรรครถสมาร์ทโมดูลหลอดอินฟราเรดเซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริคสะท้อนแสง

เซ็นเซอร์แบบไม่สัมผัส YL-63 ตรวจจับวัตถุในช่วงระยะทางตั้งแต่เกือบศูนย์ไปจนถึงขีดจำกัดที่ตั้งไว้ โดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับวัตถุเหล่านั้น ผู้ผลิตต่างๆกำหนดชื่อที่แตกต่างกันให้กับอุปกรณ์เดียวกัน บางคนเรียกเซ็นเซอร์ที่นำเสนอว่า YL-63 และบางตัวเรียกเซ็นเซอร์ FC-51 เซ็นเซอร์มีจุดประสงค์เพื่อใช้เมื่อไม่ต้องการข้อมูลเกี่ยวกับระยะห่างจากวัตถุ แต่เฉพาะเกี่ยวกับการมีอยู่หรือไม่มีเท่านั้น ระยะการตรวจจับสูงสุดขึ้นอยู่กับการตั้งค่า เซ็นเซอร์ YL-63 มีเอาต์พุตแยกกัน นี้ เซ็นเซอร์ออปติคัลการบันทึกการเพิ่มความเข้มของรังสีอินฟราเรดที่สะท้อน (IR) ในพื้นที่ควบคุม การเปลี่ยนแปลงของรังสีสะท้อนเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนตัวของกลไกหรือการเคลื่อนที่ของวัตถุรอบข้าง YL-63 สามารถวางบนวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่เพื่อกำหนดตำแหน่งในพื้นที่โดยรอบ มันถูกใช้เพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวางเมื่อเคลื่อนที่ด้วยล้อและติดตามยานพาหนะอัตโนมัติ เซ็นเซอร์สามารถกลายเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องช่วยการมองเห็นสำหรับนักเรียนในด้านระบบควบคุมและระบบอัตโนมัติ
อุปกรณ์ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดและเครื่องตรวจจับแสง รังสีจะสะท้อนจากสิ่งกีดขวางและบันทึกโดยเครื่องตรวจจับแสง จะส่งสัญญาณไปยังเครื่องเปรียบเทียบ LM393 ซึ่งได้รับการกำหนดค่าให้ทำงานที่ระดับการส่องสว่างของเครื่องตรวจจับแสง เครื่องเปรียบเทียบจะสร้างสัญญาณที่เอาต์พุตของเซ็นเซอร์ YL-63 ที่ระดับลอจิกต่ำหรือสูง

ออปติคัลเซนเซอร์ YL-63 เป็นของคลาสการแพร่กระจาย ชื่อของกลุ่มเซ็นเซอร์เกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานพื้นฐานของเซ็นเซอร์เพื่อการสะท้อนของรังสีในหลายทิศทาง - การแพร่กระจายของรังสีโดยพื้นผิวสะท้อนแสง
การทำงานของอุปกรณ์คือการกำหนดความสว่างของเครื่องตรวจจับแสง เนื่องจาก YL-63 ตรวจจับรังสีสะท้อน จึงมีข้อผิดพลาดในการวัดระยะทางที่เกิดจากการสะท้อนแสงที่แตกต่างกันของพื้นผิวของวัตถุที่ทำจากวัสดุหลากหลายชนิด

ค่าสัมประสิทธิ์ระยะทางสำหรับการสะท้อนจาก วัสดุต่างๆ.

กระดาษเคลือบสีขาว	1
ผ้าฝ้าย	0,6
โพลีไวนิลคลอไรด์สีเทา	0,57
ต้นไม้
มีสีจางๆ	0,73
ดิบ	0,4
พลาสติก
สีขาว	0,7
สีดำ	0.22
ยางสีดำ	0,2-0,15
อลูมิเนียมขัดเงา	1,2
สแตนเลสขัดเงา	2,3

การสะท้อนและการดูดกลืนรังสีที่แตกต่างกันจากวัสดุที่แตกต่างกันจะถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมยูนิตตรวจจับมาตรวัดความเร็ว สมมติว่าเรามี คุณจำเป็นต้องรู้จำนวนรอบต่อนาทีของเพลามอเตอร์ YL-63 จะช่วยเราออก ก็เพียงพอที่จะติดกระดาษสีขาวบนมู่เล่แล้วส่งลำแสงเซ็นเซอร์ไปที่มู่เล่แล้วเราจะได้หน่วยตรวจจับมาตรวัดความเร็ว
เพื่อลดผลกระทบจากการรบกวนต่างๆ ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ประมวลผลจะรวบรวมข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ในช่วงเวลาสั้นๆ และทำการหาค่าเฉลี่ย เซ็นเซอร์ YL-63 สามารถทำงานในอุปกรณ์ที่ไม่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ได้

ตัวเลือก

แรงดันไฟจ่าย 3.3-5 V
ระยะการตรวจจับถึงระนาบเคลือบสีขาวสะท้อนแสง 0.02-0.3 ม
มุมการตรวจจับ 35°
ขนาด 43 x 16 x 7 มม

รายชื่อผู้ติดต่อ

เซ็นเซอร์สิ่งกีดขวาง YL-63 หรือที่เรียกว่า FC-51 มีปลั๊กขั้วต่อสามพิน:
VCC - แหล่งจ่ายไฟ
GND - สายสามัญ
ออก - เอาท์พุต

ตัวชี้วัด

มีตัวบ่งชี้สองตัวบนบอร์ดโมดูล แสงสีเขียวแสดงว่าเปิดเครื่องอยู่ ไฟ LED สีแดงจะสว่างขึ้นหากมีวัตถุอยู่ในโซนการตรวจจับ

การตั้งค่าระยะการตรวจจับ

การตั้งค่าอุปกรณ์นั้นอำนวยความสะดวกด้วยตัวบ่งชี้การตรวจจับ ซึ่งช่วยให้คุณสามารถกำหนดค่า YL-63 หรือที่รู้จักในชื่อ FC-51 ให้ทำงานในสภาวะจริงได้ การตั้งค่าความไวของเซ็นเซอร์ทำได้โดยใช้ตัวต้านทานแบบปรับได้ที่ติดตั้งอยู่บนบอร์ด สิ่งกีดขวางได้รับการติดตั้งตามระยะห่างที่ต้องการจากอุปกรณ์ถ่ายภาพของเซ็นเซอร์ ด้วยการหมุนหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ของตัวต้านทานปรับค่าได้บนบอร์ดโมดูล YL-63 คุณจะตั้งค่าระยะตอบสนองและเปิดไฟ LED สีแดง จากนั้นตรวจสอบระยะการตรวจจับโดยการเคลื่อนย้ายวัตถุสะท้อนแสง การตั้งค่าซ้ำอย่างน้อยสามครั้ง

โปรแกรมสำหรับการประมวลผลสัญญาณ ArduinoยL-63

สัญญาณเซ็นเซอร์จะถูกส่งไปยังขา 12 ของ Arduino

การตั้งค่าเป็นโมฆะ() (
อนุกรมเริ่มต้น(9600);
pinMode(12,อินพุต);
}
เป็นโมฆะวน() (
Serial.print("สัญญาณ: ");
Serial.println(digitalRead(12));
ล่าช้า (500);
}