Kuinka linja-anturi on järjestetty ja toimii

Usein malleissa perustuu arduinoon (eikä vain), etenkin amatöörirobotiikassa, voi olla hyödyllistä tunnistaa tietyn pinnan läsnäolo laitteen peittoalueella tai jopa mitata etäisyys siihen. Analoginen tai digitaalinen linja-anturi on hyödyllinen tähän tarkoitukseen.

Anturi voidaan asentaa esimerkiksi robotin tasolle, jotta sen liikealue voidaan rajoittaa tietyn työpiirin rajoihin. Joten robotti voi yksinkertaisesti seurata linjaa tai linjaa pitkin eikä koskaan mennä työalueen ulkopuolelle, tai tarvittaessa se pysyy tietyn etäisyyden päässä tästä rajaavasta pinnasta.

Analoginen linja-anturi

Analoginen linja-anturi ei pysty erottamaan vain mustaa ja valkoista pintaa, vaan pystyy reagoimaan myös muihin väreihin ja niiden väliväriin. Lisäksi analogisen linja-anturin avulla voit mitata etäisyyden valitun värin pintaan sen jälkeen, kun olet kalibroinut vastaavasti. Sen avulla on mahdollista seurata tarkasti rajan ylittämistä mustavalkoisena ja tarvittaessa ohjata tätä prosessia etäisyyden tai värin perusteella.

Linja-anturi toimii infrapunaspektrissä, ja tarkkaan kalibrointiin säätämisen aikana siinä on merkkivalo. Anturin herkkyyttä säädetään viritysvastuksella, jonka avulla voit muuttaa tätä parametria laajalla alueella, koska pintatyypistä ja ulkoisista olosuhteista, nykyisen valaistuksen luonteesta jne. Riippuen, anturin herkkyyden tulisi olla sopiva.

Kun se vastaanottaa virtaa anturilta, infrapuna-LEDin säteily, joka säteilee aallonpituutta 940 nm, suunnataan työpintaan. Heijastaen vastakkaiselta pinnalta, palkki menee taaksepäin ja osuu infrapunavalon vieressä olevaan phototransistor NPN-rakenne, jonka kollektorista hyödyllinen signaali poistetaan.

Koska anturi on analoginen, lähtösignaali on sitä pienempi, mitä kevyempi sen alla oleva pinta on tai sitä lähempänä sitä sijaitsee, ts. Kehittäjällä on käytettävissään koko jännitearvoalue - melkein nollasta lähes käyttöjännitteeseen. Samanaikaisesti laitteen kuluttama virta on noin 10 mA 5 voltin syöttöjännitteellä.

Joten teoreettisesti valotransistorin kollektorilla on säteen heijastuksella täydellinen minimijännite ja pinnan täydellisellä absorptiolla - suurin jännite. Jos pinta on kauempana, anturin lähdön jännite on suurempi; jos se on lähempänä, lähtöjännite on pienempi. Anturi on kytketty ohjauselektroniikkaan kolmella johdolla: yhteisellä johdolla, virtajohdolla ja signaalijohdolla.

Digitaalinen linja-anturi

Tässä, kuten analogisessa tunnistimessa, infrapuna-LED emittoi aallonpituutta 950 nm (infrapuna-alueella). IR-palkki heijastuu vastakkaiselta pinnalta ja osuu fototransistoriin. Lähdössä saadaan joko looginen 1 (korkea jännite) tai 0 (matala jännite).

Anturin herkkyys riippuu sen kalibrointitavasta, ja se liittyy etäisyyteen pintaan. Lisäksi se voidaan kalibroida harmaasävyyn tai muuhun väriin sekä suurimpaan etäisyyteen.

Jos anturi asetetaan liian matalalle, suora infrapunasäde heijastuu varhain ja menee suoraan takaisin LED-valon ja valotransistorin väliseen osioon tai väliseinään, joten minimietäisyys on tietty. Jos anturi on asetettu liian pitkälle, säde hajoaa ennenaikaisesti ennen kuin se saavuttaa takaisin. Siksi etäisyys on suurin.

Lähtösignaali saadaan täältä digitaalisessa muodossa Schmittin käänteisliipaisimen avulla.Kun NPN-fototransistori ei vastaanota sädettä, kollektorin suurin työjännite on sen vuoksi anturin ulostulossa 0. Kun säde vastaanotetaan, ulostulossa 1.

Anturi voidaan helposti säätää tiettyyn sävyyn tai työskennellä tietyllä etäisyydellä.

Kalibroidaksesi (säädä herkkyyttä) viritysvastusnuppia käännetään toiseen suuntaan. Siten on mahdollista saavuttaa vaste vain tummimmalle tai vaaleimmalle tai jos anturia vastapäätä olevan esteen väri on muuttumaton - vain etäisyydelle, joka ei ole pidempi kuin asetettu.

Anturin asennuksen aikana voit keskittyä merkkivaloon, joka syttyy, kun säde vastaanotetaan takaisin ja sen voimakkuus vastaa kalibrointia.

Analogisten antureiden kytkentäominaisuudet Arduinoon

Valikoima Arduinon suosituimpia antureita

Mikro-ohjaimen etäohjaus: IR-kaukosäädin, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 mielenkiintoista projektia, jotka voidaan tehdä Arduinolla