Ako je riadkový senzor usporiadaný a ako funguje

Často v dizajnoch na báze arduino (a nielen), najmä v amatérskej robotike, môže byť užitočné rozpoznať prítomnosť konkrétneho povrchu v oblasti pokrytia zariadenia alebo dokonca zmerať jeho vzdialenosť. Na tento účel bude užitočný analógový alebo digitálny senzor.

Senzor môže byť inštalovaný napríklad na platforme robota, aby sa oblasť jeho pohybu obmedzila na limity určitého pracovného obvodu. Robot teda môže jednoducho sledovať čiaru alebo pozdĺž čiary a nikdy nesmie ísť za pracovnú oblasť, alebo ak je to potrebné, udržiava sa v určitej vzdialenosti od tejto ohraničujúcej plochy.

Analógový linkový snímač

Analógový linkový snímač nedokáže rozlíšiť iba čierny a biely povrch, ale dokáže reagovať aj na iné farby a ich stredné odtiene. Analógový riadkový senzor vám okrem toho umožňuje po predbežnej kalibrácii odmerať vzdialenosť k povrchu zvolenej farby. S jeho pomocou bude možné presne sledovať proces prekračovania hraníc čiernobielo a ak je to potrebné, riadiť tento proces podľa vzdialenosti alebo farby.

Čiarový senzor pracuje v infračervenom spektre a pre presnú kalibráciu počas nastavovania je na ňom indikátorová LED. Citlivosť senzora sa nastavuje pomocou ladiaceho odporu, ktorý vám umožňuje zmeniť tento parameter v širokom rozsahu, pretože v závislosti od typu povrchu a vonkajších podmienok, povahy aktuálneho osvetlenia atď. By mala byť citlivosť senzora primeraná.

Keď prijíma energiu zo snímača, lúč infračervenej LED vyžarujúci vlnovú dĺžku 940 nm je nasmerovaný na pracovnú plochu. Lúč sa odráža od protiľahlého povrchu a vracia sa späť a zasiahne ten, ktorý sa nachádza vedľa infračervenej LED fototranzistor Štruktúra NPN, z ktorej je kolektor odstránený užitočný signál.

Pretože senzor je analógový, výstupný signál bude menší, čím je povrch ľahší alebo bližšie, tým je vývojár k dispozícii celý rozsah hodnôt napätia - od takmer nuly po takmer napájacie napätie. Súčasne je prúd spotrebovaný zariadením v oblasti 10 mA pri napájacom napätí 5 voltov.

Teoreticky bude mať kolektor fototranzistora s plným odrazom lúča minimálne napätie as plnou absorpciou povrchom - maximálne napätie. Ak je povrch ďalej preč, napätie na výstupe snímača bude väčšie, ak je bližšie, výstupné napätie je menšie. Senzor je pripojený k riadiacej elektronike tromi vodičmi: spoločným vodičom, silovým vodičom a signálnym vodičom.

Digitálny riadkový snímač

Rovnako ako v analógovom senzore, tu infračervená LED emituje vlnovú dĺžku 950 nm (v infračervenom rozsahu). Infračervený lúč sa odráža od protiľahlého povrchu a zasahuje fototranzistor. Na výstupe dostaneme buď logický 1 (vysoké napätie) alebo 0 (nízke napätie).

Citlivosť senzora závisí od spôsobu jeho kalibrácie a súvisí so vzdialenosťou od povrchu. Okrem toho môže byť kalibrovaný na odtieň šedej alebo akejkoľvek inej farby, ako aj na maximálnu vzdialenosť.

Ak je senzor umiestnený príliš nízko, potom sa priamy infračervený lúč odrazí čoskoro a okamžite sa vráti k alebo na priečku medzi LED a fototranzistorom, takže existuje určitá minimálna vzdialenosť. Ak je snímač nastavený príliš ďaleko, lúč sa pred dosiahnutím späť rozptýli. Preto existuje maximálna vzdialenosť.

Výstup je tu digitálne generovaný vďaka iniciátoru Invertora Schmitta.Keď fototranzistor NPN neprijme lúč, potom maximálne pracovné napätie na jeho kolektore je na výstupe zo senzora 0. Keď je lúč prijatý, na výstupe 1.

Senzor sa dá ľahko nastaviť na určitý odtieň alebo pracovať v určitej vzdialenosti.

Na kalibráciu (nastavenie citlivosti) sa otočný gombík odporu ladenia otočí jedným alebo druhým smerom. Takto je možné dosiahnuť odozvu iba na najtmavší odtieň alebo na najsvetlejší, alebo ak sa farba bariéry oproti senzoru nezmení - iba do vzdialenosti nie viac ako je nastavená.

Počas nastavovania snímača môžete zaostriť na kontrolku LED, ktorá sa rozsvieti pri spätnom prijatí lúča a jeho intenzita zodpovedá kalibrácii.

Funkcie pripojenia analógových senzorov k Arduino

Výber najpopulárnejších senzorov pre Arduino

Ako diaľkovo ovládať mikrokontrolér: IR diaľkové ovládanie, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 zaujímavých projektov, ktoré je možné vykonať na Arduino