Kā līnijas sensors ir sakārtots un darbojas

Bieži vien dizainos pamatojoties uz arduino (un ne tikai), it īpaši amatieru robotikā, var būt noderīgi atpazīt noteiktas virsmas klātbūtni ierīces pārklājuma zonā vai pat izmērīt attālumu līdz tai. Šim nolūkam noderēs analogās vai digitālās līnijas sensors.

Sensors var tikt uzstādīts, piemēram, uz robota platformas, lai ierobežotu tā kustības laukumu līdz noteiktas darba ķēdes robežām. Tātad robots var vienkārši sekot līnijai vai gar līniju un nekad neiet ārpus darba zonas, vai, ja nepieciešams, tas atradīsies noteiktā attālumā no šīs ierobežojošās virsmas.

Analogās līnijas sensors

Analogais līnijas sensors var ne tikai atšķirt melno un balto virsmu, bet arī reaģēt uz citām krāsām un to starpposma toņiem. Turklāt analogās līnijas sensors ļauj izmērīt attālumu līdz izvēlētās krāsas virsmai pēc tam, kad tā ir iepriekš kalibrēta. Ar tās palīdzību būs iespējams precīzi izsekot robežas šķērsošanas melnbaltu procesu un, ja nepieciešams, kontrolēt šo procesu, atsaucoties uz attālumu vai krāsu.

Līnijas sensors darbojas infrasarkanajā spektrā, un precīzai kalibrēšanai pielāgošanas laikā uz tā atrodas indikatora gaismas diode. Sensora jutīgums tiek pielāgots, izmantojot tuning rezistoru, kas ļauj mainīt šo parametru plašā diapazonā, jo atkarībā no virsmas veida un ārējiem apstākļiem, pašreizējā apgaismojuma rakstura utt., Sensora jutīgumam jābūt atbilstošam.

Kad tas saņem jaudu no sensora, uz darba virsmu tiek novirzīts infrasarkanās gaismas diodes stars, kas izstaro viļņa garumu 940 nm. Atstarojoties no pretējās virsmas, stars atgriežas un atsit pret vienu, kas atrodas blakus infrasarkanajai gaismas diodei fototransistors NPN struktūra, no kuras kolektora noņem noderīgu signālu.

Tā kā sensors ir analogs, izejas signāls būs mazāks, jo gaišāka būs virsma zem tā vai tuvāk tas atrodas, tas ir, izstrādātāja rīcībā ir viss sprieguma vērtību diapazons - no gandrīz nulles līdz gandrīz barošanas spriegumam. Tajā pašā laikā ierīces patērētā strāva ir aptuveni 10 mA pie barošanas sprieguma 5 volti.

Tātad teorētiski ar pilnīgu stara atstarošanu fototransistora kolektoram būs minimālais spriegums, bet ar pilnīgu virsmas absorbciju - maksimālais spriegums. Ja virsma atrodas tālāk, spriegums sensora izejā būs lielāks; ja tas ir tuvāk, izejas spriegums ir mazāks. Sensors ir savienots ar vadības elektroniku ar trim vadiem: parasto vadu, barošanas vadu un signāla vadu.

Digitālās līnijas sensors

Šeit, tāpat kā analogā sensora gadījumā, infrasarkanais LED izstaro viļņa garumu 950 nm (infrasarkanā diapazonā). IR stars tiek atstarots no pretējās virsmas un nonāk pret fototransistoru. Pie izejas mēs iegūstam vai nu loģisku 1 (augstspriegums), vai 0 (zemspriegums).

Sensora jutīgums ir atkarīgs no tā kalibrēšanas veida un ir saistīts ar attālumu līdz virsmai. Turklāt to var kalibrēt pelēkā vai citā krāsā, kā arī maksimālā attālumā.

Ja sensors ir novietots pārāk zemu, tad tiešais infrasarkanais stars tiks atspoguļots agri un tieši atgriezīsies uz nodalījuma starp gaismas diodi un fototransistoru vai uz tā, tāpēc ir noteikts minimālais attālums. Ja sensors ir novietots pārāk tālu, starojums priekšlaicīgi izkliedējas, pirms tas nonāk atpakaļ. Tāpēc ir maksimālais attālums.

Izeja šeit tiek ģenerēta digitāli, pateicoties Schmitt apgriešanas sprūdam.Kad NPN fototransistors nesaņem staru, maksimālais darba spriegums tā kolektorā ir pie sensora izejas 0. Kad staru uztver, pie izejas 1.

Sensoru var viegli pielāgot noteiktai toni vai darbam noteiktā attālumā.

Lai kalibrētu (pielāgotu jutīgumu), tuning rezistora pogu pagriež vienā vai otrā virzienā. Tādējādi ir iespējams sasniegt reakciju tikai uz tumšāko vai gaišāko nokrāsu vai, ja šķēršļa krāsa, kas atrodas pretī sensoram, nemainās - tikai līdz attālumam, kas nav lielāks par iestatīto.

Sensora iestatīšanas laikā varat koncentrēties uz indikatora gaismas diodi, kas iedegsies, kad stars atkal tiks saņemts, un tā intensitāte atbilst kalibrēšanai.

Analogo sensoru pieslēgšanas Arduino iespējas

Arduino populārāko sensoru izlase

Kā attālināti vadīt mikrokontrolleri: IR tālvadības pults, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 interesanti projekti, ko var paveikt Arduino