HC-SR04 VS VL53L0X - Ujian 1 - Penggunaan untuk Aplikasi Kereta Robot: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Instruksional ini mencadangkan proses eksperimen yang sederhana (walaupun sedini mungkin) untuk membandingkan secara efektif keberkesanan dua sensor jarak yang paling biasa, yang mempunyai fungsi fizikal yang sama sekali berbeza. HC-SR04 menggunakan ultrasound, bermaksud gelombang bunyi (mekanikal) dan VL53L0X menggunakan gelombang radio inframerah, iaitu elektromagnetik sangat dekat (dalam frekuensi) ke spektrum optik.

Apakah kesan praktikal perbezaan asas tersebut?

Bagaimana kita dapat menyimpulkan sensor mana yang paling sesuai dengan keperluan kita?

Eksperimen yang akan dilakukan:

1. Perbandingan ketepatan ukuran jarak. Sasaran yang sama, satah sasaran menegak ke jarak.
2. Perbandingan kepekaan bahan sasaran. Jarak yang sama, satah sasaran menegak ke jarak.
3. Sudut satah sasaran ke garis perbandingan jarak. Sasaran dan jarak yang sama.

Sudah tentu masih banyak yang perlu dilakukan, tetapi dengan eksperimen ini, seseorang dapat mengambil pandangan yang menarik untuk penilaian sensor.

Pada langkah terakhir diberikan kod untuk rangkaian arduino yang memungkinkan penilaian dapat dilakukan.

Langkah 1: Bahan dan Peralatan

1. batang kayu 2cmX2cmX30cm, yang berfungsi sebagai pangkalan
2. pasak sepanjang 60cm tebal 3mm potong dalam dua bahagian yang sama

   pasak mesti diletakkan dengan kuat dan menegak di tongkat sejauh 27cm (jarak ini tidak begitu penting tetapi berkaitan dengan dimensi litar kita!)

3. empat jenis rintangan yang berbeza ukuran gambar biasa 15cmX10cm

   1. kertas keras
   2. kertas keras - kemerah-merahan
   3. plexiglas
   4. kertas keras ditutup dengan kerajang aluminium
4. untuk pemegang rintangan, saya membuat dua tiub dari pensil lama yang boleh berputar di sekitar pasak

untuk litar arduino:

1. arduino UNO
2. papan roti
3. kabel pelompat
4. satu sensor ultrasonik HC-SR04
5. satu sensor LASER inframerah VL53L0X

Langkah 2: Beberapa Maklumat Mengenai Sensor…

Sensor jarak ultrabunyi HC-SR04

Klasik lama robotik ekonomi, sangat murah walaupun sensitif mematikan sekiranya terdapat hubungan yang salah. Saya akan mengatakan (walaupun tidak berkaitan dengan tujuan instruksional ini) tidak ekomik untuk faktor tenaga!

Sensor jarak laser inframerah VLX53L0X

Menggunakan gelombang elektromagnetik dan bukannya gelombang bunyi mekanikal. Dalam rancangan yang saya berikan ada sambungan yang salah yang bermaksud mengikut lembaran data (dan pengalaman saya!) Harus disambungkan ke 3.3V dan bukannya 5V dalam gambar rajah.

Untuk kedua-dua sensor, saya membekalkan lembaran data.

Langkah 3: Pengaruh Radas pada Eksperimen

Sebelum memulakan eksperimen, kami harus memeriksa pengaruh "perkakas" kami terhadap hasil kami. Untuk melakukan ini, kami mencuba beberapa pengukuran tanpa sasaran eksperimen kami. Oleh itu, setelah meninggalkan pasak bersendirian, kami cuba "melihat" mereka dengan sensor kami. Menurut pengukuran kami pada jarak 18cm dan pada jarak 30cm ke pasak, sensor memberikan tidak relevan hasil. Jadi mereka nampaknya tidak memainkan peranan dalam percubaan kami yang akan datang.

Langkah 4: Perbandingan Ketepatan Jarak

Kami perhatikan bahawa sekiranya jarak lebih kecil dari 40cm atau lebih, ketepatan inframerah lebih baik, bukan jarak yang lebih jauh di mana ultrasound nampaknya berfungsi lebih baik.

Langkah 5: Ketepatan Bergantung Bahan

Untuk percubaan itu, saya menggunakan sasaran kertas keras berwarna berbeza tanpa perbezaan hasil (untuk kedua-dua sensor). Perbezaan besar, seperti yang diharapkan, adalah dengan sasaran lutsinar plexiglass dan sasaran kertas keras klasik. Plexiglass sepertinya tidak dapat dilihat oleh inframerah, bukannya ultrasound yang tidak ada bedanya. Untuk menunjukkan ini, saya membentangkan foto percubaan bersama dengan pengukuran yang berkaitan. Di mana ketepatan sensor inframerah mendominasi persaingan adalah dalam hal permukaan yang sangat reflektif. Itulah kertas keras yang ditutup dengan aluminium foil.

Langkah 6: Perbandingan Ketepatan Jarak Berkaitan Sudut

Menurut pengukuran saya, ketergantungan ketepatan pada sudut lebih jauh lebih kuat sekiranya sensor ultrasound, bukan sensor inframerah. Ketidaktepatan sensor ultrasound meningkat lebih banyak dengan peningkatan sudut.

Langkah 7: Kod Arduino untuk Penilaian

Kodnya semudah mungkin. Tujuannya adalah untuk menunjukkan pada layar komputer secara bersamaan pengukuran dari kedua sensor sehingga mudah dibandingkan.

Berseronok!