Когда мы впервые столкнулись с робототехникой, мы понятия не имели, с чего начать. Мы не знали, какой датчик, где и когда использовать. В этой статье мы поговорим об использовании ультразвуковых датчиков в среде Arduino.
Хотелось бы, чтобы был список с подробным описанием ультразвуковых датчиков, которые можно использовать в робототехнике, и которые точно совместимы с платой Arduino. Но такую информацию нам найти не удалось.
И только поэтому, для вас, в этой статье мы собрали их в кратком обзоре.
Если вы думаете, что мы упустили какой-либо важный вопрос в данной статье, то оставьте нам сообщение в комментариях.
Мы используем ультразвуковые датчики, когда нам нужно, чтобы наш робот мог обнаруживать препятствия в экстремальных условиях, дабы такой датчик не подвержен воздействию пыли, влаги и грязи. Кроме того, ультразвуковой датчик можно использовать в темноте, поскольку свет не влияет на его обнаружительную способность.
В робототехнике ультразвуковые датчики используются в таких решениях, как:
- обнаружение объекта
- определение положение объекта
- отслеживание объекта
Мы описали преимущества ультразвукового датчика. Теперь опишем его недостатки.
На точность измерения ультразвукового датчика могут влиять прозрачные материалы, температура окружающей среды и шум в широком диапазоне частот. Мы можем повысить точность измерения, компенсируя температуру окружающей среды и фильтруя выходной сигнал датчика.
Список ультразвуковых датчиков
HC-SR04

- Измеряемое расстояние: от 2 до 400 сантиметров;
- Вход — сигнал запуска: 10 мкс TTL-импульс;
- Выход: эхо-сигнал. Выходной сигнал уровня TTL, пропорциональный диапазону;
- Частота обновления: 40 кГц;
- Угол измерения: 15 градусов;
- Точность определения дальности: 3 мм;
- Электропитание: 5В с пиковым током 15мА;
- Технический паспорт HC-SR04;
HC-SR04 — недорогой датчик, который очень легко использовать с платой микроконтроллера Arduino. Это, безусловно, наиболее часто используемый ультразвуковой датчик в проектах по робототехнике.
Parallax PING

- Измеряемое расстояние: от 3 до 300 сантиметров;
- Триггер входа: положительный импульс TTL, 2 мкс мин, 5 мкс типично;
- Эхо-импульс: положительный импульс TTL, от 115 мкс до 18,5 мс максимум;
- Частота обновления: 40 кГц;
- Угол измерения: 20 градусов;
- Электропитание: 5В с пиковым током 35мА;
Parallax PING отличается от других датчиков тем, что для триггера и эха используется один контакт. Например, HC-SR04 использует отдельный вывод для триггера и эха. Датчик может обнаруживать объекты в диапазоне от 3 сантиметров до 3 метров. Датчик PING совместим с платой Arduino.
Maxbotix I2CXL-MaxSonar-EZ4

- Измеряемое расстояние: от 0 до 765 см;
- Связь: I2C;
- Разрешение: 1 см;
- Частота обновления: 42 кГц;
- Электропитание: для работы в режиме 3,3 В — 2,7 мА (пиковое значение 50 мА ) и для режима 5 В — 4,4 мА (пиковое значение 100 мА);
- Maxbotixhttp://cclz.xyz/i0WR I2CXL-MaxSonar-EZ4: Технический паспорт;
Maxbotix выпустила полный спектр ультразвуковых датчиков, но мы будем ссылаться только на один датчик — I2CXL-MaxSonar-EZ4.
Он имеет разрешение в 1 сантиметр и может обнаруживать объекты на расстоянии не более 765 сантиметров. Этот датчик предназначен в первую очередь для использования внутри помещений и отличается высокой устойчивостью к шуму.
URM37

- Измеряемое расстояние: от 2 до 800 см;
- Связь: выходной уровень RS232 или TTL;
- Разрешение: 1 см;
- Точность: 1%;
- Источник питания: 3,3 В и 5.5В с пиковым током 20мА;
URM37 V4.0 — это датчик, который объединяет (помимо триггера и эха) датчик температуры для более точного измерения. Датчик может использоваться для обнаружения объектов размером от 2 до 800 сантиметров с разрешением 1 сантиметр.
Devantech SRF04/SRF05

- Измеряемое расстояние: от 3 до 300 см для SRF04 // от 1 до 400 см для SRF05;
- Входной триггер — 10 мкс мин. импульс уровня TTL;
- Echo Pulse — сигнал положительного уровня TTL, ширина пропорциональна диапазону;
- Разрешение: 3-4 см;
- Частота обновления: 40 кГц;
- Электропитание: 5В с пиковым током 50мА;
Под названием Devantech находятся два ультразвуковых датчика: SRF04 и SRF05. Между этими двумя датчиками есть только одно существенное различие — диапазон варьируется от 3 сантиметров до 3 метров для SRF04 и от 1 сантиметра до 4 метров для SRF05.
Оба датчика имеют одинаковое разрешение — 3-4 сантиметра. Конструкция и режим работы датчиков SRF очень похож на датчик HC-SR04.
Вывод
Выбирайте датчик в зависимости от того, какие характеристики датчика вам нужны для вашего проекта. Надеемся, что мы не зря написали для вас эту обзорную статью. Позже, в других статьях, мы расскажем подробней о каждом из этих датчиков.
С Уважением, МониторБанк