Датчик линии TCRT5000 (Аналоговый + Цифровой с LM393)

Хотите научить вашего робота ехать по линии, а также видеть пропасть перед собой? Закрепите пару датчиков линии на днище робоплатформы, в итоге мобильный бот не отступится от маршрута и придет первым к финишу.

Общие сведения

Датчик линии выполнен на оптопаре TCRT5000, которая состоит из двух элементов:

• ИК-светодиода — излучатель инфракрасного света.
• ИК-фототранзистора — приёмник инфракрасного света.

Когда светодиод излучает инфракрасный свет, световой поток отражается от поверхности и попадает на фототранзистор, где преобразуется в электрический сигнал. Темный цвет отражает меньше света, светлый — больше.

Установите пару сенсоров линии на днище мобильной платформы, чтобы заставить робота не выезжать за пределы территории обозначенной контуром или следовать за нарисованной линией.

Сенсор способен не только отличать чёрную поверхность от белой, но и фиксировать все оттенки серого. Это дает вам возможность точно контролировать процесс перехода границы от черного к белому и поможет роботу не сбиться с пути.

Показания датчика линии зависит от цвета объекта и расстояния сенсора до детектируемой поверхности.

Цвет объекта

• Чем белее отражающая поверхность, тем выше уровень напряжение на выходном сигнале.
• Чем чернее отражающая поверхность, тем ниже уровень сигнала на выходном сигнале. Пропасть над столом равносильно максимально черной поверхности.

Расстояние сенсора до детектируемой поверхности

Датчик способен выдавать «адекватные» показания при расстоянии между сенсором и детектируемой поверхностью в диапазоне от 3 до 12 мм. При расстоянии менее 3 миллиметров — перегородка между ИК-излучателем и приемником мешает сенсору принимать отраженный свет. А при расстоянии более 12 миллиметров — отраженный свет рассеивается и не доходит до приемника.

Интерфейсы

Датчик поддерживает два интерфейса, что даёт гибкость подключения под конкретную задачу:

• Аналоговый выход — выдаёт плавное напряжение, пропорциональное отражённому свету. Подходит, если нужно различать оттенки поверхности: от белого до чёрного со всеми промежуточными градациями серого.
• Цифровой выход — работает как «триггер»: на выходе логический ноль или единица. Порог срабатывания формируется компаратором LM393 и регулируется подстроечным резистором. Это удобно, когда требуется простая логика без обработки аналоговых значений.

Особенности

• Монтажное отверстие для удобного крепления датчика к робоплатформе.
• Детектируемый диапазон между сенсором и поверхностью — от 3 до 12 мм.
• Два выходных сигнала: аналоговый и цифровой

Подключение и программирование

Датчик линии подключается к управляющей электронике через три контакта PLS.

Датчик линии можно подключать к любым контроллерам с наличием шины аналоговых входов, например: Arduino, ESP8266 / ESP32 или Piranha.

Возможные дополнения

Обратите внимания на ряд дополнительных позиций, которые возможно вам понадобятся:

• Шлейф «мама-мама» (4 pin) для коммутации электрической связи с различными контроллерами.
• Trema Shield — интерфейсная плата переходник для комфортного подключения к Arduino.
• Trema Expander Hat — интерфейсная плата переходник для комфортного подключения к Raspberry Pi.

Доступные альтернативы

Данный датчик линии выполнен на оптопаре TCRT5000 с двумя выходными сигналами: аналоговый и цифровой. В нашем магазине также есть другие сенсоры для определения цвета поверхности с различными отличиями:

• Датчик линии QRD1114 (Аналоговый / Trema-модуль) — сенсор нашего производства Iarduino на оптопаре QRD1114 с аналоговым выходом, который выдаёт уровень сигнала пропорционально отражённому свету.
• Датчик линии TCRT5000 (Аналоговый / Trema-модуль) — сенсор нашего производства Iarduino на оптопаре TCRT5000 с аналоговым выходом, который выдаёт уровень сигнала пропорционально отражённому свету.
• Датчик линии TCRT5000 (Комбинированный) — сенсор на оптопаре TCRT5000 с двумя выходными выходами:
  • Аналоговый — выдаёт уровень сигнала пропорционально отражённому свету.
  • Цифровой — выдаёт только два значения: «линия есть» или «линии нет».

Комплектация

• 1× Датчик линии TCRT5000 (Комбинированный с LM393)

Характеристики

• Модель: Датчик линии TCRT5000 (Комбинированный с LM393)
• Оптопара: TCRT5000
• Область видимости сенсора: 3–12 мм
• Напряжение питания Vcc: 3,3–5 В
• Аппаратный интерфейс: контакты PLS-4
• Программный интерфейс: аналоговый сигнал
  • Подключение: контакт A0
  • Выходное напряжение: 0–Vcc В
• Программный интерфейс: цифровой сигнал
  • Подключение: контакт D0
  • Выходное напряжение: 0 / Vcc В
  • Компаратор: LM393
• Диаметр монтажного отверстия: 3,2 мм

Ресурсы

Мы также рекомендуем к чтению ссылки на статьи, документации и другие вспомогательные материалы по датчику линии TCRT5000.

Инструкции

• Руководство по использованию на датчик линии TCRT5000 (Аналоговый / Trema-модуль)

Документация

• Datasheet на оптопару TCRT5000
• Datasheet на компаратор LM393