Датчики расстояния

1. ДАТЧИКИ РАСТОЯНИЯ

УЧИТЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ ГБОУ СО
«СКШ №2 ИМ. В.В. ТАЛАЛИХИНА»
ПЕТРОВ ВИТАЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

2. Датчики

ДАТЧИКИ
Датчики
являются
важной
частью
робототехники, так как
они позволяют роботам
взаимодействовать
с
окружающей средой и
получать информацию о
ней.
Существует
множество
различных
типов датчиков, каждый
из которых предназначен
для
измерения
определенных
параметров или условий
окружающей среды.

3. ВИДЫ ДАТЧИКОВ

• ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ
• ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ
• ДАТЧИК
ОСВЕЩЕННОСТИ
• ДАТЧИК ЗВУКА
• ДАТЧИК КАСАНИЯ
• ДАТЧИК
ТЕМПЕРАТУРЫ и т.д.

4. Датчик расстояния

ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ
Датчики расстояния являются
одними из наиболее
распространенных и важных
типов датчиков в робототехнике.
Они позволяют роботам
определять расстояние до
объектов в окружающей среде и
принимать соответствующие
решения на основе этой
информации.
Существует несколько
различных типов датчиков для
измерения расстояния, каждый
из которых имеет свои
особенности и применение.

5.

Виды датчиков расстояния
Для определения расстояния до какого-либо
объекта используются различные датчики дальности.
Одними из них являются инфракрасный датчик и
ультразвуковой.

6. Ультразвуковые датчики расстояния

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДАТЧИКИ РАССТОЯНИЯ
•Ультразвуковые
датчики
работают на основе принципа
отражения звуковых волн. Они
излучают
ультразвуковые
импульсы и затем измеряют
время, за которое эти импульсы
отражаются от объекта и
возвращаются
обратно
к
датчику.
Измеряя
время
задержки,
датчик
может
определить
расстояние
до
объекта.

7. Ультразвуковые датчики расстояния

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДАТЧИКИ РАССТОЯНИЯ
•Ультразвуковые датчики
обычно имеют дальность
измерения от нескольких
сантиметров
до
нескольких метров. Они
широко используются в
робототехнике
для
измерения расстояния до
стен, препятствий и других
объектов.

8.

Принцип работы ультразвукового датчика
Ультразвуковой датчик подает звуковые импульсы
(пинг) на частоте 40 кГц и ловит отраженный сигнал
(эхо). По времени передачи импульса и его
возврату определяется дальность.

9. Инфракрасные датчики расстояния

ИНФРАКРАСНЫЕ ДАТЧИКИ РАССТОЯНИЯ
•Самый
доступный
и
простой вид датчиков,
которые применяются в
роботах для определения
приближения.
Инфракрасный
датчик
самостоятельно посылает
инфракрасные волны и,
поймав
отраженный
сигнал,
определяет
наличие
препятствия
перед собой.

10. Инфракрасные датчики расстояния

ИНФРАКРАСНЫЕ ДАТЧИКИ РАССТОЯНИЯ
•Инфракрасные
датчики
используют
инфракрасное
излучение
для
измерения
расстояния.
Они
излучают
инфракрасные лучи и затем
измеряют время, за которое эти
лучи отражаются от объекта и
возвращаются
обратно
к
датчику.
По
аналогии
с
ультразвуковыми
датчиками,
измеряя
время
задержки,
датчик определяет расстояние
до объекта.

11. Инфракрасные датчики расстояния

ИНФРАКРАСНЫЕ ДАТЧИКИ РАССТОЯНИЯ
•Инфракрасные датчики
обычно
имеют
более
короткую
дальность
измерения,
чем
ультразвуковые датчики, и
могут быть более точными
в некоторых случаях. Они
широко используются в
робототехнике
для
измерения расстояния до
объектов
и
для
обнаружения препятствий.

12. Инфракрасные датчики расстояния

ИНФРАКРАСНЫЕ ДАТЧИКИ РАССТОЯНИЯ
•В режиме "маяк", данный
датчик посылает постоянные
сигналы, по которым робот
сможет определять примерное
направление и удаленность
маяка.
Это
позволяет
запрограммировать
робота
таким образом, чтобы он всегда
следовал в сторону этого маяка.
Низкая стоимость этого датчика
позволяет устанавливать его
практически
на
все
самодельные роботы, и таким
образом,
оснащать
их
способностью
уходить
от
препятствий.

13.

Принцип работы инфракрасного датчика
Датчик фиксирует отражение от объекта луча
светодиода на удалении не более 0,8 м. “Угол зрения”
можно представить в виде конуса с диаметром в
средней части около 0,16 м. Излучение отражается под
углом и возвращается на воспринимающий элемент
датчика. Чем дальше объект, тем острее угол.

14.

Схема подключения (ультразвуковой)
Vcc - питание 5В.
Trig - цифровой вход. Для запуска измерения необходимо подать на этот вход
логическую единицу на 10 мкс. Следующее измерение рекомендуется
выполнять не ранее чем через 50 мс.
Echo - цифровой выход. После завершения измерения, на этот выход будет
подана логическая единица на время, пропорциональное расстоянию до
объекта.
GND - земля.

15.

Схема подключения (инфракрасный)
GND на любой из GND пинов ардуино.
OUT на любой из аналоговых входов.
VCC на + 5 вольт.

16.

Сравнение УЗ- и ИК- датчиков расстояния
Ультразвуковой
Инфракрасный
Напряжение питания
5B
5B
Потребляемый ток
в режиме тишины: 2 мА
при работе: 15 мА
33–50 мА
Диапазон расстояний
2–400 см
10–80 см
Оба датчика могут использоваться не только в
качестве измерителей расстояния. Например, закрепив и
подключив к платформе, они могут использоваться как
«глаза» робота, которые не позволят ему слепо
передвигаться, врезаясь во все подряд. Напротив, он
сможет объезжать препятствия, служить сигнализацией,
строить карту помещения. Так, с помощью датчиков можно
сделать робота, который найдет выход из лабиринта.
Каждый из датчиков имеет свои плюсы и минусы.