Jak je čidlo linky uspořádáno a jak funguje

Často v provedeních založené na arduino (a nejen), zejména v amatérské robotice, může být užitečné rozpoznat přítomnost určitého povrchu v oblasti pokrytí zařízení nebo dokonce změřit vzdálenost k němu. K tomuto účelu bude užitečný analogový nebo digitální senzor.

Čidlo může být instalováno například na platformě robota, aby se omezila oblast jeho pohybu na meze určitého pracovního obvodu. Robot tak může jednoduše sledovat linii nebo podél linie a nikdy nepřekračovat pracovní oblast, nebo pokud je to nutné, bude se udržovat v určité vzdálenosti od této ohraničující plochy.

Analogový linkový senzor

Analogový linkový senzor neumí rozlišovat pouze mezi černým a bílým povrchem, je také schopen reagovat na jiné barvy a jejich střední odstíny. Analógový linkový senzor navíc umožňuje změřit vzdálenost k povrchu zvolené barvy poté, co byl předběžně kalibrován. S jeho pomocí bude možné přesně sledovat proces překračování hranice černé a bílé a v případě potřeby tento proces řídit s ohledem na vzdálenost nebo barvu.

Linkový senzor pracuje v infračerveném spektru a pro přesnou kalibraci během seřízení je na něm indikační LED. Citlivost senzoru se nastavuje pomocí ladicího rezistoru, který umožňuje měnit tento parametr v širokém rozsahu, protože v závislosti na typu povrchu a vnějších podmínkách, povaze aktuálního osvětlení atd. By měla být citlivost senzoru přiměřená.

Když přijímá energii ze senzoru, paprsek infračervené LED vyzařující vlnovou délku 940 nm je nasměrován na pracovní plochu. Při odrazu od protilehlé plochy se paprsek vrací zpět a zasahuje paprsek umístěný vedle infračervené LED fototranzistor Struktura NPN, z jehož kolektoru je užitečný signál odstraněn.

Protože senzor je analogový, bude výstupní signál menší, čím je povrch pod ním nebo čím blíže je umístěn, tím má vývojář k dispozici celý rozsah hodnot napětí - od téměř nuly po téměř napájecí napětí. Současně je proud spotřebovaný zařízením v oblasti 10 mA při napájecím napětí 5 voltů.

Takže teoreticky, s plným odrazem paprsku, bude mít kolektor fototranzistoru minimální napětí as plnou absorpcí povrchem - maximální napětí. Pokud je povrch dále pryč, napětí na výstupu ze senzoru bude větší, pokud je blíže, výstupní napětí je menší. Senzor je připojen k řídicí elektronice pomocí tří vodičů: běžný vodič, napájecí vodič a signální vodič.

Digitální linkový senzor

Zde, stejně jako v analogovém senzoru, infračervená LED vydává vlnovou délku 950 nm (v infračerveném rozsahu). Infračervený paprsek se odráží od protilehlé plochy a zasahuje fototranzistor. Na výstupu dostaneme buď logický 1 (vysoké napětí) nebo 0 (nízké napětí).

Citlivost senzoru závisí na způsobu jeho kalibrace a závisí na vzdálenosti od povrchu. Kromě toho může být kalibrován na odstín šedé nebo jakoukoli jinou barvu, stejně jako na maximální vzdálenost.

Je-li senzor umístěn příliš nízko, pak se přímý infračervený paprsek odrazí brzy a půjde přímo zpět nebo na přepážku mezi LED a fototranzistorem, takže existuje určitá minimální vzdálenost. Pokud je senzor nastaven příliš daleko, paprsek se před dosažením zpět rozptýlí. Proto existuje maximální vzdálenost.

Výstupní signál je zde získáván v digitální podobě díky iniciátoru Schmitt.Když fototranzistor NPN nepřijme paprsek, maximální pracovní napětí na jeho kolektoru je tedy na výstupu ze senzoru 0. Když je paprsek přijat, na výstupu 1.

Senzor lze snadno upravit do určitého odstínu nebo pracovat v určité vzdálenosti.

Pro kalibraci (nastavení citlivosti) je knoflík pro ladění rezistoru otočen jedním nebo druhým směrem. Je tedy možné dosáhnout odezvy pouze na nejtmavší odstín nebo na nejsvětlejší, nebo je-li barva bariéry naproti senzoru nezměněna - pouze do vzdálenosti ne větší než je sada.

Během nastavení senzoru můžete zaostřit na kontrolku LED, která se rozsvítí, když je paprsek zpětně přijat a jeho intenzita odpovídá kalibraci.

Vlastnosti připojení analogových senzorů k Arduino

Výběr nejpopulárnějších senzorů pro Arduino

Jak dálkově ovládat mikrokontrolér: IR dálkové ovládání, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 zajímavých projektů, které lze na Arduinu provést