Modul de funcționare și funcționarea senzorului de linie

Adesea în modele bazat pe arduino (și nu numai), în special în robotica amator, poate fi util să recunoaștem prezența unei anumite suprafețe în zona de acoperire a dispozitivului sau chiar să măsurăm distanța față de acesta. Un senzor de linie analogică sau digitală va fi util în acest scop.

Senzorul poate fi instalat, de exemplu, pe platforma robotului, pentru a limita aria mișcării sale la limitele unui anumit circuit de lucru. Deci robotul poate urmări pur și simplu linia sau de-a lungul liniei și nu va depăși niciodată zona de lucru sau, dacă este necesar, se va menține la o anumită distanță de această suprafață de delimitare.

Senzor de linie analogică

Un senzor de linie analogică nu poate doar să distingă între suprafețele alb-negru, dar este capabil să răspundă și la alte culori și la nuanțele lor intermediare. În plus, senzorul de linie analogică vă permite să măsurați distanța până la suprafața culorii selectate, după ce ați fost pre-calibrat în consecință. Cu ajutorul său, va fi posibil să urmăriți cu exactitate procesul de trecere a graniței alb-negru și, dacă este necesar, să controlați acest proces cu referire la distanță sau culoare.

Senzorul de linie funcționează în spectrul infraroșu, iar pentru o calibrare precisă în timpul reglării, există un indicator LED pe acesta. Sensibilitatea senzorului este reglată cu ajutorul unui rezistor de reglare care vă permite să schimbați acest parametru pe o gamă largă, deoarece în funcție de tipul de suprafață și de condițiile externe, de natura iluminatului curent etc., sensibilitatea senzorului ar trebui să fie adecvată.

Când primește putere de la senzor, un fascicul al unui LED infraroșu care emite o lungime de undă de 940 nm este direcționat către suprafața de lucru. Reflectând de la suprafața opusă, fasciculul se întoarce și îl lovește pe cel situat lângă LED-ul infraroșu fototranzistor Structura NPN, din colectorul căreia este eliminat un semnal util.

Deoarece senzorul este analog, semnalul de ieșire va fi mai mic, cu atât este mai ușoară suprafața de sub el sau cu cât este mai aproape, adică dezvoltatorul are la dispoziție întreaga gamă de valori de tensiune - de la aproape zero la aproape tensiunea de alimentare. În același timp, curentul consumat de dispozitiv este în regiunea de 10 mA la o tensiune de alimentare de 5 volți.

Deci, teoretic, cu reflectarea completă a fasciculului, colectorul fototransistorului va avea o tensiune minimă, iar cu absorbția completă a suprafeței - tensiunea maximă. Dacă suprafața este mai departe, tensiunea la ieșirea senzorului va fi mai mare, dacă este mai aproape, tensiunea de ieșire este mai mică. Senzorul este conectat la electronica de control cu ​​trei fire: sârmă comună, sârmă de alimentare și fir de semnal.

Senzor de linie digitală

Aici, la fel ca în senzorul analogic, LED-ul infraroșu emite o lungime de undă de 950 nm (în domeniul infraroșu). Fasciculul IR este reflectat de la suprafața opusă și lovește fototransistorul. La ieșire, obținem o logică 1 (înaltă tensiune) sau 0 (tensiune joasă).

Sensibilitatea senzorului depinde de modul în care este calibrat și este legată de distanța la suprafață. În plus, poate fi calibrat la o nuanță de gri sau orice altă culoare, precum și la o distanță maximă.

Dacă senzorul este plasat prea jos, atunci fasciculul infraroșu direct se va reflecta din timp și va merge direct înapoi la sau pe partiția dintre LED și fototransistor, deci există o anumită distanță minimă. Dacă senzorul este setat prea departe, fasciculul se va împrăștia prematur înainte de a ajunge înapoi. Prin urmare, există o distanță maximă.

Ieșirea este generată digital aici datorită declanșatorului de inversare Schmitt.Atunci când fototransistorul NPN nu primește fasciculul, tensiunea maximă de lucru la colectorul său este, așadar, la ieșirea senzorului 0. Atunci când fasciculul este primit, la ieșirea 1.

Senzorul poate fi reglat cu ușurință la o anumită umbră sau pentru a lucra la o anumită distanță.

Pentru a calibra (ajusta sensibilitatea), butonul de rezistență de reglare este rotit într-o direcție sau alta. Astfel, este posibil să se obțină un răspuns numai la cea mai întunecată nuanță sau cea mai deschisă, sau dacă culoarea obstacolului opus senzorului este neschimbată - doar la o distanță nu mai departe de cea setată.

În timpul configurării senzorului, vă puteți concentra pe LED-ul indicator, care se va aprinde atunci când fasciculul este din nou recepționat și intensitatea acestuia corespunde calibrării.

Caracteristici ale conectării senzorilor analogici la Arduino

O selecție a celor mai populare senzori pentru Arduino

Cum să controlați de la distanță microcontrolerul: telecomanda IR, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 proiecte interesante care pot fi realizate pe Arduino