Cách sắp xếp và cảm biến dòng

Thường trong thiết kế dựa trên arduino (và không chỉ), đặc biệt là trong robot nghiệp dư, có thể hữu ích khi nhận ra sự hiện diện của một bề mặt cụ thể trong vùng phủ sóng của thiết bị hoặc thậm chí đo khoảng cách đến nó. Một cảm biến dòng analog hoặc kỹ thuật số sẽ hữu ích cho mục đích này.

Cảm biến có thể được cài đặt, ví dụ, trên nền tảng của robot, để giới hạn khu vực chuyển động của nó đến giới hạn của một mạch làm việc nhất định. Vì vậy, robot có thể chỉ cần đi theo đường hoặc dọc theo đường, và không bao giờ vượt ra ngoài khu vực làm việc, hoặc, nếu cần, nó sẽ giữ một khoảng cách nhất định từ bề mặt giới hạn này.

Cảm biến dòng analog

Một cảm biến dòng tương tự không chỉ có thể phân biệt giữa các bề mặt đen và trắng, nó còn có thể đáp ứng với các màu khác và các sắc thái trung gian của chúng. Ngoài ra, cảm biến dòng analog cho phép bạn đo khoảng cách đến bề mặt của màu đã chọn, sau khi được hiệu chuẩn trước cho phù hợp. Với sự giúp đỡ của nó, sẽ có thể theo dõi chính xác quá trình vượt qua đường viền đen trắng và, nếu cần, kiểm soát quá trình này với một tham chiếu đến khoảng cách hoặc màu sắc.

Cảm biến dòng hoạt động trong phổ hồng ngoại và để hiệu chuẩn chính xác trong quá trình điều chỉnh, có một đèn LED chỉ báo trên đó. Độ nhạy của cảm biến được điều chỉnh bằng điện trở điều chỉnh cho phép bạn thay đổi thông số này trên phạm vi rộng, vì tùy thuộc vào loại bề mặt và điều kiện bên ngoài, tính chất của ánh sáng hiện tại, v.v., độ nhạy của cảm biến phải phù hợp.

Khi nó nhận được năng lượng từ cảm biến, một chùm đèn LED hồng ngoại phát ra bước sóng 940nm được chiếu trực tiếp vào bề mặt làm việc. Phản xạ từ bề mặt đối diện, chùm tia quay lại và chạm vào cái nằm bên cạnh đèn LED hồng ngoại phototransistor Cấu trúc NPN, từ bộ thu trong đó tín hiệu hữu ích được loại bỏ.

Vì cảm biến là tương tự, tín hiệu đầu ra sẽ nhỏ hơn, bề mặt bên dưới nó càng nhẹ hoặc nằm gần hơn, nghĩa là, nhà phát triển đã xử lý toàn bộ phạm vi của các giá trị điện áp - từ gần như bằng 0 đến gần như điện áp cung cấp. Đồng thời, dòng điện tiêu thụ của thiết bị nằm trong vùng 10 mA ở điện áp cung cấp 5 volt.

Vì vậy, về mặt lý thuyết, với sự phản xạ toàn phần của chùm tia, bộ thu của phototransistor sẽ có điện áp tối thiểu và với sự hấp thụ hoàn toàn bởi bề mặt - điện áp cực đại. Nếu bề mặt càng xa, điện áp ở đầu ra của cảm biến sẽ lớn hơn, nếu càng gần, điện áp đầu ra càng ít. Cảm biến được kết nối với các thiết bị điện tử điều khiển với ba dây: dây chung, dây nguồn và dây tín hiệu.

Cảm biến dòng kỹ thuật số

Ở đây, như trong cảm biến analog, đèn LED hồng ngoại phát ra bước sóng 950nm (trong phạm vi hồng ngoại). Các tia hồng ngoại được phản xạ từ bề mặt đối diện và chạm vào phototransistor. Ở đầu ra, chúng ta nhận được logic 1 (điện áp cao) hoặc 0 (điện áp thấp).

Độ nhạy của cảm biến phụ thuộc vào cách hiệu chỉnh và liên quan đến khoảng cách đến bề mặt. Ngoài ra, nó có thể được hiệu chỉnh theo màu xám hoặc bất kỳ màu nào khác, cũng như khoảng cách tối đa.

Nếu cảm biến được đặt quá thấp, thì tia hồng ngoại trực tiếp sẽ bị phản xạ sớm và sẽ quay trực tiếp trở lại hoặc trên phân vùng giữa đèn LED và phototransistor, do đó có một khoảng cách tối thiểu nhất định. Nếu cảm biến được đặt quá xa, chùm tia sẽ tán xạ sớm trước khi quay trở lại. Do đó, có một khoảng cách tối đa.

Tín hiệu đầu ra thu được ở đây dưới dạng kỹ thuật số nhờ bộ kích hoạt đảo ngược Schmitt.Do đó, khi phototransistor NPN không nhận được chùm tia, điện áp làm việc tối đa tại bộ thu của nó, do đó, ở đầu ra của cảm biến 0. Khi nhận được chùm tia, ở đầu ra 1.

Cảm biến có thể dễ dàng điều chỉnh theo một sắc thái nhất định hoặc để làm việc ở một khoảng cách nhất định.

Để hiệu chỉnh (điều chỉnh độ nhạy), núm điện trở điều chỉnh được xoay theo hướng này hay hướng khác. Do đó, có thể đạt được phản hồi chỉ với màu tối nhất hoặc sáng nhất hoặc nếu màu của hàng rào đối diện với cảm biến không thay đổi - chỉ ở khoảng cách không xa hơn bộ.

Trong quá trình thiết lập cảm biến, bạn có thể tập trung vào đèn LED chỉ báo, đèn này sẽ sáng lên khi nhận được chùm sáng trở lại và cường độ của nó tương ứng với hiệu chuẩn.

Các tính năng kết nối cảm biến analog với Arduino

Một lựa chọn các cảm biến phổ biến nhất cho Arduino

Cách điều khiển từ xa vi điều khiển: Điều khiển từ xa IR, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 dự án thú vị có thể được thực hiện trên Arduino