Электронный модуль "Датчик линии"
1. Назначение устройства
Электронный модуль «Датчик линии» ПЭМ10.155 (Рис. 1.1) является элементом системы управляющей электроники «Эвольвектор ВЕРТОР» (далее ВЕРТОР). Функция датчика сводится к определению цвета поверхности, над которой он размещен. А именно, датчик определяет черный и белый цвет или градации серого в зависимости от своего режима работы. Применяется указанное устройство на учебных моделях мобильных роботов для организации их движения по линии или в целях определения границы, за которую роботу выезжать нельзя.
|
|
| Рис. 1.1 |
Модуль рассчитан на применение совместно с программируемыми контроллерами и шилдами, входящими в систему ВЕРТОР (подробная информация о системе представлена на сайте https://academy.evolvector.ru).
2. Конструкция модуля и назначение выводов (контактов)
Модуль «Датчик линии» выполнен в форме печатной платы, на которой смонтированы разъем для подключения модуля к контроллеру; подстроечный резистор для настройки порога срабатывания датчика в цифровом режиме; светодиод, являющийся индикатором наличия поверхности белого цвета; чувствительный элемент датчика (рис. 2.1)
|
|
| Рис. 2.1 |
Датчик выдает на контроллер аналоговый, либо дискретный (цифровой) сигнал. То есть датчик одновременно обладает аналоговым и цифровым интерфейсом, что является его преимуществом. Аналоговый сигнал снимается с контакта А0, цифровой сигнал может быть получен с контакта D0.
Плата имеет типоразмер U1 (1 unit) и одно крепежное отверстие под винт М3. Диаметр крепежного отверстия и физические размеры модуля представлены на рисунке 2.2. По диаметру используемого крепежа модуль совместим с конструкторами Эвольвектор, LEGO, MakeBlock, и может крепиться к их деталям с помощью стоек.
|
|
| Рис. 2.2 |
Модуль не является независимым устройством и может работать только совместно с контроллерами системы ВЕРТОР.
Подключение модуля осуществляется с помощью разъема XH-2.54-4P, выводы которого имеют следующее назначение:
VCC - к “+” источника питания контроллера;
DO - к цифровому выводу контроллера;
AO - к аналоговому выводу контроллера.
GND - "земля" (общий провод).
Для указанных контактов на печатной плате модуля нанесена соответствующая маркировка белого цвета.
3. Принцип работы
Принцип работы датчика основан на том, что поверхности и предметы, окрашенные различными цветами, имеют разную способность отражать инфракрасное излучение. Чем темнее поверхность, тем большая часть излучения поглощается ею.
На плате электронного модуля установлен элемент, который совмещает в себе одновременно маломощный источник инфракрасного излучения (как в пульте от телевизора) и чувствительный элемент в виде инфракрасного приемника. Таким образом, при размещении датчика над разными цветами, чувствительный элемент принимает разные по мощности отраженные сигналы. На основе мощности отраженного сигнала оценивается цвет поверхности: черная, белая или серая.
Датчик поддерживает работу в цифровом и аналоговом режимах.
Аналоговый режим. Данный режим для датчика является базовым, поскольку он дает возможность определения уровня отражения сигнала и следовательно степень «черноты» или «белизны» поверхности. Аналоговый сигнал на контакте D0 представляет собой непрерывный сигнал с напряжением, которое может меняться в диапазоне от 0 до 5 В в зависимости от градаций серого цвета поверхности, над которой он находится (Рис. 3.1).
 |
| Рис. 3.1 |
Однако при создании программ для контроллеров невозможно использовать эти значения напряжения. Контроллер с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразует напряжение в число, которое может принимать значения от 0 до 1023 в зависимости от величины напряжения сигнала. И уже это число используется для составления скетчей, отрабатывающих алгоритм системы управления, имеющей в своем составе датчик линии. Поэтому для использования данных с датчика в создаваемых программах показанный на рисунке 3.1 график примет вид, изображенный на рисунке 3.2.
|
|
| Рис. 3.2 |
При подключении датчика к контроллеру с целью получения аналогового сигнала, следует выбирать тот разъем контроллера, который предназначен для считывания аналоговых сигналов.
Цифровой режим. Его отличие от аналогового сводится к тому, что на контакте D0 формируется сигнал, соответствующий только логическим значениям 0 и 1. Логический «ноль» означает напряжение, близкое к 0 В, и соответствует черному цвету. Логическая «единица» означает, что величина напряжения близка к 5 В и соответствует белому цвету. Указанный алгоритм работы датчика проиллюстрирован на рисунке 3.3.
|
|
| Рис. 3.3 |
Очевидно, что уровень освещения в помещении или естественного освещения на улице, где функционирует модель робота с датчиком линии, может быть разным. А следовательно может присутствовать фоновое инфракрасное излучение разной интенсивности. Также черный или белый цвет могут иметь разную степень насыщенности. Все это оказывает влияние на то как будут переключаться логические уровни на цифровом выходе DО. Для настройки порога данных переключений предусмотрен подстроечный резистор. Вращая его с помощью отвертки можно обеспечить необходимый порог переключения логического «нуля» на логическую «единицу» и обратно (на рисунке 3.4 процесс настройки порога переключения между этими двумя логическими уровнями).
|
|
| Рис. 3.4 |
4. Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Типоразмер | 1U, 12x46 мм |
| Тип разъема | XH-2.54-4P |
| Номинальное напряжение питания, В | 5 |
| Наличие цифрового интерфейса | Да |
| Наличие аналогового интерфейса | Да |
| Оптимальное расстояние от поверхности до чувствительного элемента, мм | 10...15 |
Электронный модуль "Датчик линии" ПЭМ10.155 доступен для приобретения в магазине Эвольвектор.
5. Условия гарантии
ООО «Эвольвектор» гарантирует работоспособность электронного модуля на протяжении всего гарантийного срока эксплуатации, который составляет 6 месяцев с момента приобретения устройства. Также гарантируется совместимость модуля с другими устройствами системы управляющей электроники ВЕРТОР.
Гарантийные обязательства производителя распространяются только на ту продукцию, которая не имеет повреждений и не выведена из строя в результате неверных действий пользователя.
По вопросам гарантийного обслуживания, а также по всем техническим и информационным вопросам можно обращаться на электронную почту:
info@evolvector.ru
help@evolvector.ru
а также по телефону +7 (499) 391-01-05
Адрес для корреспонденции: 143300, Московская область, г. Наро-Фоминск, ул. Московская, д.15.
Написать отзыв
Ваше Имя:Ваш отзыв: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
Оценка: Плохо Хорошо
Введите код, указанный на картинке: