Инфракрасный датчик обнаружения препятствий Arduino
Описание
Инфракрасный датчик обнаружения препятствий (рисунок 1), входящий в состав ARDUINO SENSOR KIT, предназначен для обнаружения препятствий без непосредственного контакта с ними. На печатной плате модуля располагается ИК-светодиод и ИК-фотоприемник, когда интенсивность отраженного от препятствия излучения превышает заданный порог, формируется сигнал, вызывающий срабатывания датчика.
Датчик можно включать и выключать удаленно, для этого нужно заранее снять перемычку (Jumper) и подавать для этого на контакт EN управляющий сигнал (логический ноль или единицу). Кроме того данное устройство имеет два резистора для регулировки дальности обнаружения препятствий и частоты излучения инфракрасного диода. Переменным резистором R5 (расположен рядом с перемычкой) регулируется мощность инфракрасного излучения светодиода, что позволяет настроить дальность срабатывания датчика. Переменным резистором R6 регулируется частота излучения инфракрасного светодиода (по умолчанию – 38 кГц). Настройка датчика необходима, т.к. он предназначен для работы с отраженным инфракрасным излучением, а поверхности, изготовленные из различных материалов, обладают различной отражающей способностью. Для каждого применения выполняют настройку (ориентируясь на работу индикатора срабатывания на преграду), установив преграду на требуемом расстоянии.
Технические характеристики датчика обнаружения представлены в таблице.
Рисунок 1 - Инфракрасный датчик обнаружения препятствий Arduino.
Таблица – Технические характеристики инфракрасного датчика обнаружения препятствий Arduino.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальное рабочее напряжение | от 3.3 В до 5 В |
| Ток потребления в рабочем режиме | 20 мА |
| Угол обзора | 35° |
| Расстояние обнаружения препятствия | от 20 мм до 40 мм |
| Рабочая температура | от -10 °С до +50 °С |
| Габаритные размеры | 40 мм x 16 мм x 10 мм |
Подключение инфракрасного датчика обнаружения препятствий
Распиновка инфракрасного датчика обнаружения препятствий представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Распиновка инфракрасного датчика обнаружения препятствий Arduino.
Для его подключения потребуются:
- плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
- провода типа «папа-мама»;
- инфракрасный датчик обнаружения препятствий;
- USB кабель для подключения платы Arduino к персональному компьютеру с установленной средой Arduino IDE.
Схема подключения инфракрасного датчика обнаружения препятствий к плате Arduino представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Подключение инфракрасного датчика обнаружения препятствий к Arduino UNO.
Схемы подключения инфракрасного датчика обнаружения препятствий к микроконтроллерам Arduino Uno, Arduino Nano или Arduino Mega принципиально ничем не отличаются.
Подключается инфракрасный датчик обнаружения препятствий к Arduino Uno следующим образом:
- GND - GND;
- VCC - 5V;
- OUT, вывод – к пину 2 (любой цифровой пин платы Arduino).
Контакт EN используется только при необходимости включать и выключать датчик удаленно. С помощью перемычки датчиком разрешается внешнее управление логическим сигналом, который позволяет переводить модуль в режим ожидания. Переключение в режим ожидания снижает потребление тока.
После сборки электрической схемы, необходимо загрузить управляющую программу (скетч) в микроконтроллер. Затем можно открыть монитор порта и понаблюдать за получаемыми значениями при появлении различных типов препятствий на разном расстоянии от датчика.
Применение
Датчик обнаружения препятствий используется в простых автоматических системах, в том числе с использованием микроконтроллеров, например, для подвижных роботов - его можно использовать в робототехнике для нахождения и объезда препятствий.
Другое применение датчика – счетчик оборотов или измеритель скорости вращения. В случае циклического линейного перемещения он применяется для определения скорости и позиции подвижной детали (датчик реагирует на отражение инфракрасного излучения в контролируемой зоне). Для измерения скорости вращения на подвижный элемент конструкции наносят широкие белые и черные полосы. Излучение датчика направляют на чередующиеся полосы. При вращении с выхода модуля будут поступать импульсы, частота которых будет говорить о скорости вращения.