2018年7月25日 星期三

模組介紹 : faya 紅外線距離感應模組


學習目標 : 認識faya 觸控滑鍵模組的功能及使用方式
學習時間 : 40mins
示範模組 : (1) faya brickNano
                   (2) faya 紅外線距離感應模組
工具 : 樂高積木底板 (相容)

====================功能介紹====================
faya 紅外線距離感應模組採用SHARP公司生產的紅外線距離感應器(2Y0A02),透過紅外線的發射與接收,配合內部的電路運算,能夠準確的將感測距離以電壓的形式輸出。規格書上顯示此模組能夠量測從20~150公分的理想距離,應用在感測物體接近、機器人、測距上都有不錯的效果。


圖中的感測器,左方為發射端,右方為接收端,輸出電壓Vout能夠適當地透過公式轉換成感應距離
  • distance = 61.742 * (Vout)^-1.106
我們為會在原理知識解釋此公式如何產生的。

====================原理知識====================
以下解釋提供給有需要知道背後原理的人

夏普的此款紅外線距離感應器(2Y0A02)在dayashhet裡面提供了一張輸出電壓與感應距離的圖表,由圖表發現其距離在20公分以後和電壓呈現某種程度的指數關係,因此我們可以利用數學軟體回歸此曲線,建立電壓與距離的公式,筆者直接利用電腦中的Excel軟體來示範。


首先把圖放到excel表格裡面,並調整圖的大小讓每0.5V的電壓剛好占滿excel5列,如此一來,我們比較好估每個距離下的電壓值為多少,如圖中右方的數字


接下來開始回歸此曲線,全選建立好的資料,建立散佈圖


右鍵點選散佈圖中的資料點,選擇加上趨勢線


選擇[乘冪]的回歸類型,發現此趨勢曲線和散佈的資料非常吻合,接著勾選[圖表上顯示公式]後,按關閉結束設定。


在回歸曲線圖中,即可看到此曲線的公式 (請自行調整公式的顏色與大小),此Eecel檔案可以在此連結下載。


===================範例實作===================
了解模組功能(原理)後,我們用以下範例來展示模組的功能:

目標: 
(1)在串列埠監視視窗顯示超音波感應距離

接線:
(1) 電源線連接
     如下圖所示,連接的說明請看這篇文章 簡易版


(2) 訊號線連接

      Arduino_A7  ===>  紅外線距離感應模組_Vout

範例程式:


備註:
- L18 : 先取得電壓值,再把壓值帶入公式算出量測距離,由於Arduino將5V量化成1024個類比單位,因此將類比單位 x (5/1024)即可算出電壓值。
- L19 : 將電壓值帶入回歸公式,即可算出距離。

範例結果:


討論:
此模組由能夠偵測到物體的靠近,因此能夠當作近接感應器使用,偵測當有人開始靠近時,機器開始啟動服務。
此模組配合一個七字節顯示器,再經過積木的結合,就能夠完成一台測距槍了,大家可以試試看喔!

====================================

沒有留言:

張貼留言