HC -SR04 VS VL53L0X - 1. tests - lietošana robotu automašīnām: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šī pamācība piedāvā vienkāršu (lai arī pēc iespējas zinātnisku) eksperimentēšanas procesu, lai aptuveni salīdzinātu divu visizplatītāko attāluma sensoru efektivitāti, kuriem ir pilnīgi atšķirīga fiziskā darbība. HC-SR04 izmanto ultraskaņu, nozīmē skaņas (mehāniskus) viļņus, bet VL53L0X izmanto infrasarkanos radioviļņus, kas ir elektromagnētiski ļoti tuvu (frekvencē) optiskajam spektram.

Kāda ir šādas zemes atšķirības praktiskā ietekme?

Kā mēs varam secināt, kurš sensors vislabāk atbilst mūsu vajadzībām?

Veicamie eksperimenti:

1. Attāluma mērījumu precizitātes salīdzinājums. Tas pats mērķis, mērķa plakne vertikāli pret attālumu.
2. Mērķa materiāla jutīguma salīdzinājums. Tas pats attālums, mērķa plakne vertikāli pret attālumu.
3. Mērķa plaknes leņķis pret attāluma salīdzināšanas līniju. Tas pats mērķis un attālums.

Protams, ir daudz darāmā, bet ar šiem eksperimentiem kāds var iegūt interesantu ieskatu sensoru novērtēšanā.

Pēdējā posmā tiek dots arduino ķēdes kods, kas ļauj novērtēt.

1. darbība: materiāli un aprīkojums

1. koka nūja 2cmX2cmX30cm, kas kalpo par pamatu

2. mietiņš 60 cm garš, 3 mm biezs, sagriezts divos vienādos gabalos

   tapas ir stingri un vertikāli jāievieto nūjā 27 cm attālumā (šis attālums nav īsti svarīgs, bet ir saistīts ar mūsu ķēdes izmēriem!)

3. četri dažāda veida šķēršļi, kuru izmērs ir tipisks fotoattēls 15cmX10cm

   1. ciets papīrs
   2. ciets papīrs - sarkanīgs
   3. plexiglas
   4. ciets papīrs, pārklāts ar alumīnija foliju
4. šķēršļu turētājiem es izgatavoju divas caurules no veciem zīmuļiem, kas var griezties ap tapām

arduino ķēdei:

1. arduino UNO
2. maizes dēlis
3. džemperu kabeļi
4. viens ultraskaņas sensors HC-SR04
5. viens VL53L0X infrasarkanais LASER sensors

2. darbība: zināma informācija par sensoriem…

Ultraskaņas attāluma sensors HC-SR04

Veco laiku ekonomiskās robotikas klasika, ļoti lēta, lai gan nāvējoši jutīga nepareiza savienojuma gadījumā. Es teiktu (lai gan tas nav saistīts ar šīs pamācības mērķi), kas nav ekoloģisks enerģijas faktoram!

Infrasarkanais lāzera attāluma sensors VLX53L0X

Mehānisko skaņas viļņu vietā izmanto elektromagnētiskos viļņus. Plānā, kuru es piegādāju, ir nepareizs savienojums, kas nozīmē, ka saskaņā ar datu lapu (un manu pieredzi!) Diagrammā jābūt savienotam ar 3.3V, nevis 5V.

Abiem sensoriem es piegādāju datu lapas.

3. darbība. Ierīces ietekme uz eksperimentu

Pirms eksperimentu uzsākšanas mums jāpārbauda mūsu "ierīces" ietekme uz mūsu rezultātiem. Lai to izdarītu, mēs izmēģinām dažus mērījumus, neizmantojot mūsu eksperimentālos mērķus. Tātad, atstājot mietiņus vienus, mēs cenšamies tos "redzēt" ar mūsu sensoriem. Saskaņā ar mūsu mērījumiem 18 cm un 30 cm attālumā no tapām sensori dod nebūtisku nozīmi rezultātus. Tāpēc šķiet, ka tiem nav nekādas nozīmes mūsu nākamajos eksperimentos.

4. solis: attāluma precizitātes salīdzinājums

Mēs ievērojam, ka, ja attālums ir mazāks par 40 cm, infrasarkanā starojuma precizitāte ir labāka, nevis garāku attālumu vietā, kur ultraskaņa, šķiet, darbojas labāk.

5. solis: no materiāla atkarīga precizitāte

Šim eksperimentam es izmantoju dažādas krāsas cietā papīra mērķus, neatšķiroties rezultātos (abiem sensoriem). Lielā atšķirība, kā gaidīts, bija ar plexiglass caurspīdīgo mērķi un klasisko cietā papīra mērķi. Šķiet, ka plexiglass nebija redzams infrasarkanajiem stariem, nevis ultraskaņu, kurai nebija nekādas atšķirības. Lai to parādītu, es iepazīstinu ar eksperimenta fotoattēliem kopā ar saistītajiem mērījumiem. Ja infrasarkanā sensora precizitāte dominē konkurencē, tas ir spēcīgi atstarojošas virsmas gadījumā. Tas ir cietais papīrs, kas pārklāts ar alumīnija foliju.

6. darbība. Ar leņķi saistītā attāluma precizitātes salīdzinājums

Saskaņā ar maniem mērījumiem ultraskaņas sensora gadījumā ir daudz spēcīgāka precizitātes atkarība no leņķa, nevis infrasarkanā sensora. Palielinoties leņķim, ultraskaņas sensora neprecizitāte palielinās daudz vairāk.

7. solis: Arduino novērtēšanas kods

Kods ir pēc iespējas vienkāršāks. Mērķis ir vienlaikus parādīt datora ekrānā abu sensoru mērījumus, lai tos būtu viegli salīdzināt.

Izklaidējieties!