Hvordan linjesensoren er arrangeret og fungerer

Ofte i design baseret på arduino (og ikke kun), især inden for amatørrobotik, kan det være nyttigt at genkende tilstedeværelsen af ​​en bestemt overflade i enhedens dækningsområde eller endda måle afstanden til den. En analog eller digital linjesensor vil være nyttig til dette formål.

Sensoren kan for eksempel installeres på robotens platform for at begrænse dets bevægelsesområde til grænserne for et bestemt arbejdskredsløb. Så roboten kan simpelthen følge linjen eller langs linjen og aldrig gå ud over arbejdsområdet, eller om nødvendigt vil den holde sig i en bestemt afstand fra denne afgrænsende overflade.

Analog linjesensor

En analog linjesensor kan ikke kun skelne mellem sort og hvid overflade, den er også i stand til at reagere på andre farver og deres mellemliggende nuancer. Derudover giver den analoge linjesensor dig mulighed for at måle afstanden til overfladen på den valgte farve efter at være forkalibreret i overensstemmelse hermed. Med sin hjælp vil det være muligt nøjagtigt at spore processen med at krydse grænsen sort og hvid og om nødvendigt styre denne proces med en henvisning til afstand eller farve.

Linjesensoren fungerer i det infrarøde spektrum, og for nøjagtig kalibrering under justering er der en indikator-LED på den. Sensorens følsomhed justeres ved hjælp af en indstillingsmodstand, der giver dig mulighed for at ændre denne parameter over et bredt interval, fordi afhængig af typen af ​​overflade og eksterne forhold, arten af ​​den aktuelle belysning osv., Skal sensoren følsomhed være passende.

Når den modtager strøm fra sensoren, rettes en stråle af en infrarød LED, der udsender en bølgelængde på 940 nm, til arbejdsoverfladen. Efter reflektion fra den modsatte overflade går strålen tilbage og rammer den, der er placeret ved siden af ​​den infrarøde LED fototransistor NPN-struktur, fra hvilken samler et nyttigt signal fjernes.

Da sensoren er analog, vil udgangssignalet være det mindre, jo lettere er overfladen under den eller jo tættere den er placeret, det vil sige, at udvikleren råder over hele spændingsværdien - fra næsten nul til næsten forsyningsspændingen. Samtidig ligger den strøm, der forbruges af enheden, i området 10 mA ved en forsyningsspænding på 5 volt.

Teoretisk set, med fuld reflektion af strålen, vil fototransistorens opsamler have en mindste spænding og med fuld absorption af overfladen - den maksimale spænding. Hvis overfladen er længere væk, vil spændingen ved sensorens udgang være større; hvis den er nærmere, er udgangsspændingen mindre. Sensoren er forbundet til kontrolelektronikken med tre ledninger: fælles ledning, strømkabel og signalkabel.

Digital linjesensor

Her, som i den analoge sensor, udsender den infrarøde LED en bølgelængde på 950 nm (i det infrarøde område). IR-strålen reflekteres fra den modsatte overflade og rammer fototransistor. Ved udgangen får vi enten logisk 1 (høj spænding) eller 0 (lav spænding).

Sensorens følsomhed afhænger af, hvordan den er kalibreret og er relateret til afstanden til overfladen. Derudover kan det kalibreres til en grå nuance eller enhver anden farve samt til en maksimal afstand.

Hvis sensoren er placeret for lavt, reflekteres den direkte infrarøde stråle tidligt og kommer straks tilbage til eller på skillevæggen mellem LED og fototransistor, så der er en vis minimum afstand. Hvis sensoren er indstillet for langt, spreder strålen for tidligt, før den når tilbage. Derfor er der en maksimal afstand.

Outputet genereres digitalt her takket være Schmitt-inverteringsudløseren.Når NPN-fototransistor ikke modtager strålen, er den maksimale arbejdsspænding ved dens solfanger derfor ved udgangen fra sensoren 0. Når strålen modtages, ved udgangen 1.

Sensoren kan let justeres til en bestemt nuance eller til at arbejde i en bestemt afstand.

For at kalibrere (juster følsomheden) drejes tuning modstandsknappen i den ene eller anden retning. Det er således muligt kun at opnå et svar på den mørkeste nuance eller den lyseste, eller hvis farven på barrieren overfor sensoren er uændret - kun i en afstand ikke længere end sættet.

Under sensoropsætningen kan du fokusere på indikatorlampen, der lyser, når strålen er tilbage modtaget, og dens intensitet svarer til kalibreringen.

Funktioner ved tilslutning af analoge sensorer til Arduino

Et udvalg af de mest populære sensorer til Arduino

Sådan fjernbetjenes mikrokontrolleren: IR fjernbetjening, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 interessante projekter, der kan udføres på Arduino