Датчик линии Pololu QTR-3RC цифровой

Этот компактный модуль размером 32 х 8 мм имеет три пары - инфракрасный светодиод/фототранзистор. Сенсоры расположены с шагом 9,5 мм, что делает его отличным минимальным детектором роботу для следования по линии. Каждый сенсор имеет отдельный цифровой выход.

Описание

Основное назначение модуля Pololu QTR-3RC - датчик линии, но он может использоваться как датчик приближения или датчик отражения. На этом модуле равномерно располагаются с промежутком в 9,5 мм восемь сенсоров-пар содержащих источник инфракрасного сигнала (светодиод) и приемника сигнала (фототранзистор). Этот массив хорошо работает в качестве минимального датчика линии следования робота на линии следования курса, как правило изготовленного из 19 мм черной изоленты.Средний датчик слегка смещен вперед относительно горизонтальной оси платы.

В каждой цепи фототранзистора используется разряд конденсатора, который позволяет цифровой линии ввода-вывода микроконтроллера считывать аналоговый отражённый инфракрасный сигнал путем измерения времени разряда конденсатора. Более короткое время разряда конденсатора является показателем большего отражения.

У датчика Pololu QTR-3RC выходной сигнал измеряется цифровой линией ввода/вывода. Это обеспечивается за счёт измерения времени разряда конденсатора через фототранзистор. У такого измерения есть несколько преимуществ:

Нет необходимости в аналого-цифровом преобразователе (АЦП).

Улучшенная чувствительность, обусловленная делителем напряжения на аналоговом выходе.

Параллельное чтение данных нескольких датчиков доступно на большинстве микроконтроллеров.

Резистор ограничивает ток, проходящий через светодиод, до 17 мА при напряжении питания в 5 В, делая полное потребление платы чуть больше 50 мА. Принципиальная схема модуля представлена:

Эта схема также доступна в виде загружаемого файла PDF (117k pdf).

Датчик линии Pololu QTR-3RC является цифровым, также доступен датчик линии Pololu Pololu QTR-3A с аналоговым выходом.

Аналогично данному датчику может быть использован массив из нескольких одинарных датчиков отражения датчик отражения Pololu QTR-1RC или датчик отражения Pololu QTR-L-1RC. Есть так же модуль состоящий из массива восьми датчиков отражения: датчик линии Pololu QTR-8RC.

Спецификация

Рабочее напряжение: 5 В

Потребляемый ток: 50 мА

Тип выходного сигнала: цифровой

Диапазон выходного напряжения: от 0 до подаваемого напряжения

Оптимальное расстояние обнаружения: 3 мм

Максимальное расстояние обнаружения: 6 мм

Размер (без штыревых разъёмов): 32 х 8 х 3 мм

Вес (без штыревых разъёмов): 0,6 гр

Использование

Последовательность шагов считывания данных с датчика:

1. Установите линию ввода/вывода как выход с высоким логическим уровнем.
2. Подождите не менее 10 мкс для увеличения выходного сигнала датчика.
3. Сделайте линию ввода/вывода входной (высокий импеданс).
4. Измерьте время снижения напряжения, дождавшись пока линия ввода/вывода не станет c низким логическим уровнем.

Эти этапы обычно могут выполняться параллельно на нескольких линиях ввода/вывода.

На поверхности с сильной отражательной способностью, время разряда может быть всего лишь несколько десятков микросекунд, со слабой отражательной способностью - до нескольких миллисекунд. Точное время зависит характеристик вашего микроконтроллера. Стандартное время считывания равно 1 мс (т.е. не измеряются слабые различия между поверхностями с плохой отражательной способностью), что позволяет работать на частоте до 1 кГц всех 3 датчиков.

Библиотека Pololu AVR предоставляет функции, которые делают датчик простым в использовании с контроллерами роботов Pololu Orangutan; для более подробной информации смотрите раздел библиотеки команд датчики отражения QTR. Также есть библиотека Arduino для работы с этими датчиками.

Комплектация

Вилка штыревая прямая 1x5 шаг 2,54 мм и вилка штыревая угловая 1x5 шаг 2,54 мм. Вы можете припаять разъёмы прямо к плате и использовать со стандартными макетными и монтажными платами с расстоянием между выводами 2,54 мм, либо припаять провода прямо на плату для более компактной конструкции. Этот модуль имеет два монтажных отверстия, предназначенных для винтов М2 (не входят в комплект); Если монтажные отверстия не нужны, концы печатной платы можно срезать, чтобы сделать модуль еще меньше (длиной менее 25 мм).

Данный перевод является собственностью интернет-магазина Robototehnika.ru

Документация и другая информация:
Замечания по применению датчика отражения Pololu QTR (Печатаемый PDF)
Информация об использовании датчиков линии Pololu QTR, включая различия между датчиками A-типа и RC-типа и демонстрация работы датчиков на осциллографе.

Руководство пользователя библиотек Pololu AVR C/C++ (Печатаемый PDF)
Информация по установке и использованию библиотек C/C++ с продуктами Pololu.

Справочник команд библиотеки Pololu AVR (Печатаемый PDF)
Ссылка на описание команд Pololu C/C++ и библиотеки Arduino для AVR.

Инструкция создания трассы для езды по линии (Печатаемый PDF)
Пошаговая инструкция создания собственной трассы для езды по линии.

Файлы для скачивания:
Принципиальная схема датчика линии Pololu QTR-3RC (117k pdf)
Печатаемая принципиальная схема датчика линии Pololu QTR-3RC.

Спецификация Sharp GP2S60 (164k pdf)
Спецификация для используемого сенсора на датчиках линии Pololu QTR-3RC и QTR-3A и на оптические энкодеры для металлических микро мотор-редукторов.

Схема размеров датчика линии Pololu QTR-3x (130k pdf)
Печатаемая схема размеров датчиков линии Pololu QTR-3x.

3D модель датчика линии Pololu QTR-3x (3MB step)
3D модель STEP датчиков линии Pololu QTR-3x.

Рекомендуемые ссылки:
Библиотека mbed для датчиков QTR.
Мэтью Филипс перенес библиотеку Arduino для датчиков линии Pololu QTR на платформу mbed. Библиотека Arduino предназначена для работы с датчиками линии Pololu QTR, поэтому библиотека mbed должна тоже, но Мэтью отмечает, что он тестировал ее только с аналоговыми датчиками. Эта библиотека не была написана и не поддерживается Pololu.

Библиотека Arduino для датчиков линии Pololu QTR.
Эта библиотека служит для взаимодействия Arduino с датчиками линии Pololu QTR.