Kaip linijos jutiklis yra išdėstytas ir veikia

Dažnai projektuojant remiantis arduino (ir ne tik), ypač mėgėjiškos robotikos srityje, gali būti naudinga atpažinti tam tikro paviršiaus buvimą įrenginio aprėpties srityje ar net išmatuoti atstumą iki jo. Tam tikslui bus naudingas analoginis arba skaitmeninis linijos jutiklis.

Jutiklį galima montuoti, pavyzdžiui, ant roboto platformos, kad jo judėjimo plotas būtų ribojamas iki tam tikros darbinės grandinės ribų. Taigi robotas gali tiesiog sekti liniją arba išilgai linijos ir niekada neiti už darbo zonos ribų arba, jei reikia, laikysis tam tikru atstumu nuo šio ribojančio paviršiaus.

Analoginis linijos jutiklis

Analoginis linijos jutiklis gali ne tik atskirti juodus ir baltus paviršius, bet ir reaguoti į kitas spalvas bei jų tarpinius atspalvius. Be to, analoginis linijos jutiklis leidžia išmatuoti atstumą iki pasirinktos spalvos paviršiaus, prieš tai atitinkamai iš anksto sukalibravus. Su jo pagalba bus galima tiksliai sekti nespalvotos sienos perėjimo procesą ir prireikus kontroliuoti šį procesą atsižvelgiant į atstumą ar spalvą.

Linijos jutiklis veikia infraraudonųjų spindulių spektru, o tiksliam kalibravimui reguliavimo metu ant jo yra indikatorius. Jutiklio jautrumas reguliuojamas naudojant tiuningo rezistorių, kuris leidžia pakeisti šį parametrą plačiu diapazonu, nes atsižvelgiant į paviršiaus tipą ir išorines sąlygas, esamo apšvietimo pobūdį ir kt., Jutiklio jautrumas turėtų būti tinkamas.

Kai jutiklis gauna energiją, į darbinį paviršių nukreipiamas infraraudonųjų spindulių šviesos diodas, spinduliuojantis 940 nm bangos ilgį. Atspindėdamas nuo priešingo paviršiaus, spindulys grįžta atgal ir trenkiasi į tą, kuris yra šalia infraraudonųjų spindulių šviesos diodo fototransistorius NPN struktūra, iš kurios kolektoriaus pašalinamas naudingas signalas.

Kadangi jutiklis yra analoginis, tuo išėjimo signalas bus mažesnis, tuo lengvesnis paviršius po juo ar arčiau jo yra, tai yra, kūrėjas savo žinioje turi visą įtampos verčių diapazoną - nuo beveik nulio iki beveik maitinimo įtampos. Tuo pačiu metu prietaiso naudojama srovė yra maždaug 10 mA, esant 5 voltų maitinimo įtampai.

Taigi, teoriškai, visiškai atspindėjus spindulį, fototranzistoriaus kolektorius turės minimalią įtampą, o visiškai sugerdamas paviršių - maksimalią įtampą. Jei paviršius yra toliau, įtampa jutiklio išvestyje bus didesnė, jei ji yra arčiau, išėjimo įtampa bus mažesnė. Jutiklis prie valdymo elektronikos yra prijungtas trimis laidais: įprastu laidu, maitinimo laidu ir signalo laidu.

Skaitmeninis linijos jutiklis

Infraraudonųjų spindulių šviesos diodas, kaip ir analoginiame jutiklyje, skleidžia 950 nm bangos ilgį (infraraudonųjų spindulių diapazone). IR spindulys atsispindi nuo priešingo paviršiaus ir patenka į fototranzistorių. Išvestyje gauname arba loginę 1 (aukšta įtampa), arba 0 (žemos įtampos).

Jutiklio jautrumas priklauso nuo jo kalibravimo ir yra susijęs su atstumu iki paviršiaus. Be to, jį galima kalibruoti iki pilkos spalvos ar bet kurios kitos spalvos, taip pat iki maksimalaus atstumo.

Jei jutiklis pastatytas per žemai, tiesioginis infraraudonųjų spindulių pluoštas bus atspindėtas anksti ir iškart grįš į pertvarą tarp šviesos diodo ir fototranzistoriaus arba ant jo, taigi yra tam tikras minimalus atstumas. Jei jutiklis nustatytas per toli, spindulys per anksti išsisklaidys prieš grįždamas atgal. Todėl yra maksimalus atstumas.

Išvestis čia sukuriama skaitmeniniu būdu, naudojant „Schmitt“ atvirkštinį gaiduką.Kai NPN fototransistorius negauna pluošto, didžiausia darbinė įtampa jo kolektoriuje yra jutiklio išvestyje 0. Gavus pluoštą, 1 išvestyje.

Jutiklį galima lengvai pritaikyti prie tam tikro atspalvio arba tam tikru atstumu.

Norėdami kalibruoti (pakoreguoti jautrumą), nustatymo rezistoriaus rankenėlė pasukama viena ar kita kryptimi. Taigi, reaguoti galima tik į tamsiausią arba šviesiausią atspalvį arba, jei kliūties, esančios priešais jutiklį, spalva nesikeičia - tik ne didesniu atstumu nei nustatytas.

Nustatydami jutiklį, galite sutelkti dėmesį į indikatoriaus šviesos diodą, kuris užsidegs, kai spindulys vėl bus gaunamas, o jo intensyvumas atitinka kalibravimą.

Analoginių jutiklių prijungimo prie Arduino ypatybės

Populiariausių „Arduino“ jutiklių pasirinkimas

Kaip nuotoliniu būdu valdyti mikrovaldiklį: IR nuotolinio valdymo pultas, „Arduino“, ESP8266, 433 MHz

10 įdomių projektų, kuriuos galima nuveikti Arduino mieste