Аналоговый датчик линии

Аналоговый датчик линии в отличии от цифрового видит не только чёрную и белую поверхность, но и найдёт все оттенки серого.

Закрепите пару таких сенсоров внизу мобильной платформы и ваш робот станет участником соревнований езды по линии или робосумо. Датчик линии так же позволит роботу увидеть пропасть и спасёт от падения со стола.

Пример для Arduino

Проверим датчик в действии с платформами Arduino. На выходе сенсора аналоговый сигнал. Для быстрого и удобного подключения используйте Troyka Shield.

Схема устройства

Код программы

analog-line-sensor.ino
// пин датчика линии
#define SENSOR_LINE_PIN A0
 
// определяем напряжение питания Vcc — 5 В или 3.3 В
#define VOLTAGE 5.0
// переменная для хранения значения аналогового сигнала в вольтах
float v; 
 
void setup() {
  // открываем последовательный порт
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  // считываем показания с датчика, вычисляем уровень напряжения
  int reading = analogRead(SENSOR_LINE_PIN);
  v = (float)reading * VOLTAGE / 1024.0;
  // выводим показания на экран
  Serial.print("V = ");
  Serial.print(v);
  Serial.println(" volts");
  delay(3000);
}

После загрузки скетча — откройте монитор Serial-порта. Перемещайте датчик над разными градациями серого и следите за показаниями.

Элементы платы

Troyka-контакты

Датчик подключается к управляющей электронике по трём проводам.

  • Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера.
  • Питание (V) — Соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
  • Сигнальный (S) — Выход аналогового сигнала датчика. Подключите к аналоговому входу микроконтроллера.

Оптопара TCRT5000

Оптопара TCRT5000 — это собранные в одном корпусе светодиод и фототранзистор. Светодиод излучает свет в инфракрасном диапазоне с длиной волны 950 нм. Световой поток отражается от поверхности и попадает на фототранзистор. Чем светлее поверхность, тем больше отражается света, чем темнее — тем меньше.

Показания датчика также зависят от расстояния сенсора до поверхности. При расстоянии менее 3 миллиметров — перегородка между ИК-излучателем и приёмником мешает транзистору принимать отраженный свет. А при расстоянии более 10 миллиметров — отраженный свет рассеивается и не доходит до приёмника.

Переменный резистор

При повороте подстроечного резистора до упора по часовой стрелке, датчик будет воспринимать границу между черной и белой поверхностями как размытую. А при повороте в обратную сторону — граница для датчика станет резче.

Световая индикация

Когда датчик находится над светлой поверхностью индикаторный светодиод горит, а над тёмной — не горит.

Светодиод позволяет более точно откалибровать датчик. Оттенок серого, над которым он загорается в зависимости от настройки — cчитайте реперной точкой.

Принципиальная и монтажная схемы

Характеристики

  • Чип сенсора: оптопара TCRT5000
  • Напряжение питания: 3.3–5 В
  • Максимальный потребляемый ток: менее 10 мА

Ресурсы