كيف يتم ترتيب مستشعر الخط ويعمل؟

في كثير من الأحيان في التصاميم بناء على اردوينو (وليس فقط) ، خاصة في الروبوتات للهواة ، قد يكون من المفيد التعرف على وجود سطح معين في منطقة تغطية الجهاز أو حتى قياس المسافة إليه. سيكون مستشعر الخط الرقمي أو التمثيلي مفيدًا لهذا الغرض.

يمكن تثبيت المستشعر ، على سبيل المثال ، على منصة الروبوت ، من أجل قصر مساحة حركته على حدود دائرة عمل معينة. لذلك يمكن للروبوت ببساطة اتباع الخط أو على طول الخط ، وعدم تجاوز منطقة العمل أبدًا ، أو إذا لزم الأمر ، فسيحافظ على مسافة معينة من هذا السطح المحيط.

استشعار خط التناظرية

لا يمكن لمستشعر الخط التمثيلي التمييز بين الأسطح البيضاء والسوداء فحسب ، بل إنه قادر أيضًا على الاستجابة للألوان الأخرى وظلالها الوسيطة. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح لك مستشعر الخط التمثيلي بقياس المسافة إلى سطح اللون المحدد ، بعد معايرته مسبقًا وفقًا لذلك. من خلال مساعدتها ، سيكون من الممكن تتبع عملية عبور الحدود بالأبيض والأسود بدقة ، وإذا لزم الأمر ، يمكنك التحكم في هذه العملية مع الإشارة إلى المسافة أو اللون.

يعمل مستشعر الخط في طيف الأشعة تحت الحمراء ، ولمعايرة دقيقة أثناء الضبط ، يوجد مؤشر LED عليه. يتم ضبط حساسية المستشعر باستخدام مقاوم توليف يسمح لك بتغيير هذه المعلمة على نطاق واسع ، لأنه وفقًا لنوع السطح والظروف الخارجية وطبيعة الإضاءة الحالية وما إلى ذلك ، يجب أن تكون حساسية المستشعر مناسبة.

عندما يتلقى طاقة من المستشعر ، يتم توجيه حزمة من مصباح LED بالأشعة تحت الحمراء ينبعث منها طول موجة 940 نانومتر إلى سطح العمل. عاكسًا من السطح المعاكس ، تعود الحزمة وتضرب الحزمة الموجودة بجانب مؤشر LED بالأشعة تحت الحمراء الترانزستورالضوئي هيكل NPN ، من المجمع الذي تتم إزالة إشارة مفيدة منه.

نظرًا لأن المستشعر تمثيلي ، ستكون إشارة الخرج أصغر ، وكلما كان السطح الخفيف تحته أو أقرب موقعه ، أي أن المطور لديه تحت تصرفه مجموعة كاملة من قيم الجهد - من الصفر تقريبًا إلى الجهد الكهربائي تقريبًا. في الوقت نفسه ، فإن التيار المستهلك من قبل الجهاز في منطقة 10 مللي أمبير في الجهد العرض من 5 فولت.

لذلك ، من الناحية النظرية ، مع انعكاس كامل للحزمة ، فإن جامع الترانزستور الضوئي سيكون له الحد الأدنى من الجهد ، مع امتصاص كامل من السطح - أقصى جهد. إذا كان السطح بعيدًا ، فسيكون الجهد الناتج عند المستشعر أكبر ؛ وإذا كان أقرب ، فإن الجهد الناتج يكون أقل. يتم توصيل المستشعر إلى أجهزة التحكم الإلكترونية بثلاثة أسلاك: سلك مشترك وسلك كهرباء وسلك إشارة.

مستشعر الخط الرقمي

هنا ، كما هو الحال في المستشعر التناظري ، يصدر مصباح LED بالأشعة تحت الحمراء طول موجة يبلغ 950 نانومتر (في نطاق الأشعة تحت الحمراء). تنعكس شعاع الأشعة تحت الحمراء من السطح المقابل وتضرب الترانزستور الضوئي. في الخرج ، نحصل إما على المنطقية 1 (الجهد العالي) أو 0 (الجهد المنخفض).

تعتمد حساسية المستشعر على كيفية معايرته ، وترتبط بالمسافة إلى السطح. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن معايرتها لظلال رمادية أو أي لون آخر ، وكذلك إلى أقصى مسافة.

إذا تم وضع المستشعر منخفضًا جدًا ، فسوف ينعكس شعاع الأشعة تحت الحمراء المباشر في وقت مبكر وسيعود مباشرة إلى أو بين القسم بين مؤشر LED و الترانزستور الضوئي ، لذلك هناك مسافة دنيا معينة. إذا كان المستشعر بعيدًا عن الحد ، فسوف تنتشر الحزمة قبل الأوان قبل أن تعود. لذلك ، هناك مسافة قصوى.

يتم الحصول على إشارة الإخراج هنا في شكل رقمي بفضل المشغل المقلوب Schmitt.عندما لا يستقبل الترانزستور الضوئي NPN الحزمة ، يكون الحد الأقصى لجهد العمل في المجمع الخاص به عند خرج المستشعر 0. عند استلام الحزمة ، عند الخرج 1.

يمكن ضبط المستشعر بسهولة على ظل معين ، أو للعمل على مسافة معينة.

للمعايرة (ضبط الحساسية) ، يتم تشغيل مقبض المقاوم توليف في اتجاه واحد أو آخر. وبالتالي ، من الممكن تحقيق استجابة فقط للظلام الأغمق أو الأخف وزناً ، أو إذا لم يتغير لون الحاجز المقابل للمستشعر - فقط على مسافة لا تتجاوز المجموعة.

أثناء إعداد المستشعر ، يمكنك التركيز على مؤشر LED ، الذي سيضيء عند استلام الحزمة مرة أخرى وتتوافق شدتها مع المعايرة.

ملامح ربط أجهزة الاستشعار التناظرية لاردوينو

مجموعة مختارة من أجهزة الاستشعار الأكثر شعبية لاردوينو

كيفية التحكم عن بعد في متحكم: IR للتحكم عن بعد ، Arduino ، ESP8266 ، 433 ميجاهرتز

10 مشاريع مثيرة للاهتمام يمكن القيام به على اردوينو