Модули инфракрасного отслеживания линий хорошо знакомы большинству любителей электроники и робототехники. В этом обзоре редакция сайта 2Схемы расскажет более подробно о популярном и дешевом модуле инфракрасного трекера — HW-006. Эти модули, которые обычно встречаются в игрушечных и складских роботах, следующих по линии, идеально подходят для обнаружения белой/черной полоски. Также можно увидеть их в некоторых системах ИК сигнализации.
Линейный трекер HW-006 собран на основе инфракрасного датчика отражения TCRT5000. Обычно он устанавливается в нижней части линии, следующей за шасси робота, причем этот компактный модуль может не только обнаруживать переходы от светлых к темным линиям, но также и объекты непосредственно перед ним.
Рекомендуемое рабочее напряжение сенсорного модуля составляет от 3,3 до 5 В, а его пиковый рабочий ток до 30 мА, как указано в описании. Модуль имеет «цифровой» выход (0/1 или L/H) и максимальную дальность обнаружения объектов 10 мм. Обратите внимание, что этот модуль не имеет встроенного подстроечника для регулировки чувствительности обнаружения.
В китайском сенсорном модуле часто устанавливают микросхему двойной компаратор – LM393. В этом же конструкция ориентирована на совершенно другую микросхему — 74HC14, которая представляет собой инвертор с входами триггера Шмитта.
Микросхема 74HC14 содержит 6 независимых инверторов с триггерным входом Шмитта и стандартными двухтактными выходами. Она предназначена для работы в диапазоне напряжения питания от 2,0 В до 6,0 В. Выполняют булеву функцию: Y = A.
Схема модуля
Данная схема подготовлена с помощью SMD-тестера и USB-микроскопа.
Как видно на принципиальной схеме, микросхеме модуля требуется только один из шести доступных инверторов в 74HC14D, а все ее неиспользуемые входные контакты подключены к VCC. Это необходимо, поскольку неопределенные напряжения на внешних соединениях приводят к неопределенным рабочим состояниям. Хотя архитектура входов с триггером Шмитта обеспечивает гистерезис, который делает микросхему чрезвычайно устойчивой к медленным или шумным входным сигналам, все же хорошей идеей будет замыкание неиспользуемых входов (неиспользуемые выходы можно оставить плавающими).
Неиспользуемые входы 74HC14D подключены к шине GND в некоторых старых версиях модуля HW-006.
Тестируем модуль HW-006
Тестировать этот модуль просто, поскольку он обеспечивает выходной сигнал высокого логического уровня (1/H) во время обнаружения приближения, а на выходе имеется красный светодиод, указывающий состояние обнаружения. Итак, включите модуль от источника питания 5 В и поднесите руку к датчику ИК. Вы увидите, что светодиодный индикатор состояния мгновенно активируется, когда рука приближается — всё работает.
Теперь перейдем к простому проекту с использованием модуля HW-006 и Arduino Uno. Данный код позволяет Arduino получать сигналы, передаваемые сенсорным модулем, через цифровой вывод 12 (D12), чтобы он мог выводить значения счетчика событий на компьютер через последовательный порт. Встроенный светодиод Arduino (светодиод D13) здесь работает как простой визуальный индикатор, показывающий активность детектора. Чтобы прочитать счетчик событий, можете использовать последовательный монитор Arduino.
const int pin_SENSOR = 12;
const int pin_LED = 13;
int sensorState = 0;
int count_value = 0;
int prestate = 0;
void setup() {
pinMode(pin_LED, OUTPUT);
pinMode(pin_SENSOR, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
sensorState = digitalRead(pin_SENSOR);
if (sensorState == HIGH && prestate == 0) {
count_value++;
Serial.println(“EVENT DETECTION COUNT”);
Serial.print(“\t”);
Serial.println (count_value);
digitalWrite(pin_LED, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(pin_LED, LOW);
prestate = 1;
} else if (sensorState == LOW) {
prestate = 0;
}
}
Если запустите этот код, то получите счетчик обнаружения событий в последовательном мониторе, как показано на снимке экрана ниже. Просто проведите рукой перед датчиком (в пределах 5 мм), чтобы увидеть приращение счетчика.
Модуль отслеживания линий не имеет подстройки чувствительности, но обладает хорошими возможностями обнаружения приближения. Поэтому он будет отличным инфракрасным детектором приближения к объектам даже для проектов, не связанных с робототехникой — например сигнализаций.
Похожий модуль на 4 канала смотрите тут.
