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 或簡易版

(2) 訊號線連接

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

範例程式:

	// 2018/7/25
	// Faya-Nugget Sample Code (ir_distance_sensor_1c.ino)
	// 單元: 模組介紹 - 紅外線距離感應模組
	// 網址: https://fayalab.blogspot.com/2018/07/irDistanceSensor.html
	// 目標: (1) 使用紅外件距離感應模組量測待測物與感應器間的距離
	// Wire : Arduino ==> faya Module
	// A7 ==> Vout (紅外線距離感應模組)
	int IRpin = A7; // 感測器輸出連接到A7腳
	float distance; //儲存距離變數
	void setup() {
	Serial.begin(9600); // 設定串列埠監控視窗
	}
	void loop() {
	float volts = analogRead(IRpin)*0.0048828125; // 電壓值 = 類比值 * (5/1024)
	distance = 61.742*pow(volts, -1.106); // 計算距離
	Serial.print(distance); // 印出距離
	Serial.println(" CM");
	delay(200);
	}

view raw ir_distance_sensor_1c.ino hosted with ❤ by GitHub

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!

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

fayalab 粉絲團

FB本篇留言版