距離測量傳感器
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-12-12 16:10:02 | 599 次閱讀
然后可以根據(jù)反射信號返回所需的時間或通過測量反射信號的強度水平來測量信號變化。
最常用的距離測量傳感器是:
超聲波距離傳感器
激光距離傳感器
紅外距離傳感器
飛行時間 (ToF) 傳感器
飛行時間 (ToF) 傳感器是一種非常有效的測距和距離感測傳感器,因為它發(fā)出光而不是聲音?;旧?,ToF 距離傳感器利用光子在兩點之間傳播所需的時間來計算兩點之間的距離,即從傳感器的發(fā)射器到目標,然后返回到傳感器的接收器。
直接 ToF 傳感器發(fā)出僅持續(xù)幾納秒的短光脈沖,然后測量部分發(fā)射光返回所需的時間,而間接 ToF 傳感器則傳輸連續(xù)的調(diào)制光并測量反射光的相位。光來計算到物體的距離。
主要特點
距離測量范圍:10至80cm
電源電壓:4.5V 至 5.5V
電流消耗:30mA(典型值)
輸出信號:模擬電壓
輸出電壓Vo(L=80cm):0.25V至0.55V(0.4V典型值)
輸出電壓差 ΔVo(L–10cm 和 L–80cm):1.6V 至 2.15V(1.9V 典型值)
距離測量特性示例(輸出)
由于根據(jù)反射光入射角計算到物體的距離涉及三角學(xué),因此該傳感器的輸出相對于測量的距離是非線性的。下圖顯示了模擬輸出電壓與反射物體距離的數(shù)據(jù)表示例。
這里需要注意的一個有趣的事情是,在規(guī)定范圍內(nèi)傳感器的輸出不是線性的,而是有點對數(shù),并且不同傳感器的曲線會略有不同。
一旦物體接近最小距離(<10cm),輸出電壓也會迅速下降。因此,輸出可能會與較長距離的讀數(shù)相混淆,這在某些機器人應(yīng)用中可能是致命的。
實用距離測量
為了獲得常見的毫米/厘米/英寸單位的距離值,我們必須導(dǎo)出一個將傳感器輸出電壓轉(zhuǎn)換為距離值的函數(shù)。
此外,在線性化測距儀數(shù)據(jù)時,有一些簡單的計算可??以線性化夏普距離測量傳感器的響應(yīng)。
以下是測試期間觀察到的近似輸出電壓讀數(shù)。
0厘米=0V
10厘米=2.5V
15厘米=1.8V
20厘米=1.1V
30厘米=0.8V
50厘米=0.6V
80厘米=0.2V
正如所注意到的,我所測試的中國 2Y0A21 傳感器的最大輸出電壓在 5 厘米距離處約為 3.1V(就在它突然降至零之前)。
使用 FNIRSI-2C23T 雙通道示波器萬用表測量電壓。
注:2Y0A21 紅外傳感器采用 JST(日本無焊端子)連接器,具有三根線 - GND、Vcc 和 Vo(黑色、紅色和黃色)。制造商建議在 Vcc 和傳感器附近的接地點之間使用 10μF 或更大的旁路電容器。
還有一些相關(guān)的評論。首先,在我的實際實驗中,如果沒有上述旁路電容器,測量結(jié)果會非常嘈雜。
其次,添加可選的低通濾波器來抑制潛在的高頻噪聲分量似乎非常好。所以我制作了一個小適配器電路來幫助順利進行?! ≌垍㈤喯旅娼?jīng)過驗證的適配器電路圖。

[代碼]
int
傳感器輸入 = A0; //傳感器Vo到Uno A0
浮點
傳感器值=0;
浮點
傳感器電壓=0;
浮點
Vrf = 5.0;
浮點
總和=0;
無效
設(shè)置(){
串行.開始(9600);
}
無效
循環(huán)(){
總和=0;
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
sum = sum + float(analogRead(sensorIn));
}
傳感器值=總和/100;
傳感器電壓 = 傳感器電壓 * Vrf / 1024;
Serial.println(sensorVolt);
延遲(500);
}
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