Comment le capteur de ligne est organisé et fonctionne

Souvent dans les conceptions basé sur arduino (et pas seulement), en particulier en robotique amateur, il peut être utile de reconnaître la présence d'une surface particulière dans la zone de couverture de l'appareil ou même de mesurer la distance à celle-ci. Un capteur de ligne analogique ou numérique sera utile à cet effet.

Le capteur peut être installé, par exemple, sur la plate-forme du robot, afin de limiter la zone de son mouvement aux limites d'un certain circuit de travail. Ainsi, le robot peut simplement suivre la ligne ou le long de la ligne, et ne jamais dépasser la zone de travail, ou, si nécessaire, il se tiendra à une certaine distance de cette surface limite.

Capteur de ligne analogique

Un capteur de ligne analogique peut non seulement faire la distinction entre les surfaces noires et blanches, mais il est également capable de répondre à d'autres couleurs et à leurs nuances intermédiaires. De plus, le capteur de ligne analogique vous permet de mesurer la distance à la surface de la couleur sélectionnée, après avoir été pré-calibré en conséquence. Avec son aide, il sera possible de suivre avec précision le processus de franchissement de la frontière en noir et blanc et, si nécessaire, de contrôler ce processus en faisant référence à la distance ou à la couleur.

Le capteur de ligne fonctionne dans le spectre infrarouge, et pour un étalonnage précis pendant le réglage, il y a une LED indicatrice dessus. La sensibilité du capteur est ajustée à l'aide d'une résistance d'accord qui vous permet de modifier ce paramètre sur une large plage, car selon le type de surface et les conditions externes, la nature de l'éclairage actuel, etc., la sensibilité du capteur doit être appropriée.

Lorsqu'il reçoit de l'énergie du capteur, un faisceau d'une LED infrarouge émettant une longueur d'onde de 940 nm est dirigé vers la surface de travail. Réfléchissant de la surface opposée, le faisceau revient en arrière et frappe celui situé à côté de la LED infrarouge phototransistor Structure NPN, du collecteur dont un signal utile est supprimé.

Étant donné que le capteur est analogique, le signal de sortie sera plus petit, plus la surface sous-jacente est claire ou plus il est proche, c'est-à-dire que le développeur a à sa disposition toute la gamme des valeurs de tension - de presque zéro à presque la tension d'alimentation. Dans le même temps, le courant consommé par l'appareil est de l'ordre de 10 mA à une tension d'alimentation de 5 volts.

Donc, théoriquement, avec une réflexion complète du faisceau, le collecteur du phototransistor aura une tension minimale et avec une absorption complète par la surface - la tension maximale. Si la surface est plus éloignée, la tension à la sortie du capteur sera plus grande; si elle est plus proche, la tension de sortie est inférieure. Le capteur est connecté à l'électronique de commande avec trois fils: fil commun, fil d'alimentation et fil de signal.

Capteur de ligne numérique

Ici, comme dans le capteur analogique, la LED infrarouge émet une longueur d'onde de 950 nm (dans la gamme infrarouge). Le faisceau IR est réfléchi par la surface opposée et frappe le phototransistor. En sortie, on obtient soit 1 logique (haute tension) soit 0 (basse tension).

La sensibilité du capteur dépend de la façon dont il est étalonné et est liée à la distance à la surface. De plus, il peut être calibré dans une nuance de gris ou toute autre couleur, ainsi qu'à une distance maximale.

Si le capteur est placé trop bas, le faisceau infrarouge direct sera réfléchi tôt et reviendra immédiatement sur ou sur la partition entre la LED et le phototransistor, il y a donc une certaine distance minimale. Si le capteur est réglé trop loin, le faisceau se diffusera prématurément avant de revenir en arrière. Par conséquent, il y a une distance maximale.

La sortie est ici générée numériquement grâce au déclencheur inverseur Schmitt.Lorsque le phototransistor NPN ne reçoit pas le faisceau, la tension maximale de travail au niveau de son collecteur est donc à la sortie du capteur 0. Lorsque le faisceau est reçu, à la sortie 1.

Le capteur peut être facilement ajusté à une certaine teinte ou fonctionner à une certaine distance.

Pour calibrer (régler la sensibilité), le bouton de la résistance d'accord est tourné dans un sens ou dans l'autre. Ainsi, il est possible d'obtenir une réponse uniquement à la teinte la plus foncée ou la plus claire, ou si la couleur de la barrière en face du capteur est inchangée - uniquement à une distance ne dépassant pas l'ensemble.

Pendant la configuration du capteur, vous pouvez vous concentrer sur la LED témoin, qui s'allume lorsque le faisceau est de nouveau reçu et que son intensité correspond à l'étalonnage.

Caractéristiques de la connexion de capteurs analogiques à Arduino

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