智能小车传感器总动员

智能小车传感器总动员 眼睛 耳朵 皮肤可以让我们感知外面的世界 是什么让机器小车感知外面的世界呢 当然是传感器啦 各种各样的传感器来充当智能小车的眼睛 鼻子 皮肤等等 我们一起来认识一下他们吧 光电传感器由红外线发射元件与光敏接收元件组成分为遮断型和反射型两大类 右图为反射式 1 光电传感器 光电传感器可以帮助进行白线或者黑线的跟踪 可以检测白底中的黑线 也可以检测黑底中的白线 寻线传感器红外探头输出经过门电路整形 以保证提供稳定的TTL输出信号 使寻线更准确更稳定 可任意选择多路组合 安装方便 是寻线机器人的必备传感器 右图为对射式光电传感器 它的发射器和接收器相对安放 轴线严格对准 一起来看看他们的工作原理吧 8 9 3 12 14 U1C LM339 10K R21 560 R13 10K R14 1K R15 4 7K R17 VCC VCC R18 200 输出端 红外发射管 红外接收管 无遮挡物或白色 接收管导通 A A点为高电平 输出端为低电平 有遮挡物或黑色 接收管截止 A点为低电平 输出端为高电平 光电传感器知识扩充对射式传感器 Skip 光电开关外形 送料器 落料口 遮断式光电开关 计数 Receiver 光发射器 光接收器 光电发射接收电路 光幕 两个柱形结构相对而立 每隔数十毫米安装一对发光二极管和光敏接收管 形成光幕 当有物体遮挡住光线时 传感器发出报警信号 接收器 光幕应用 当有物体遮挡住光线时 传感器发出报警信号 起保护 预警等作用 光线被遮断 报警 光幕应用 续 产品高度测量 光幕应用 续 光幕应用 续 木材外形截面积检测 光幕应用 续 光幕应用 续 光幕用于自动收费系统的车辆检测 光幕应用 续 安全区示警 光电传感器知识扩充反射式传感器 Skip 定区域反射式光电开关原理 定区域式光电开关有一个非常确定的检测区域 不经过该区域的被测物体不会引起光电开关产生开关信号 检测距离 检测距离 反射型光电开关及反射镜外形 三角反射镜 集发射 接收器于一身 调制型光电开关原理 光电开关的LED多采用中频 40kHz左右 窄脉冲电流驱动 从而发射40kHz调制光脉冲 相应地 接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流放大器及专用的解调芯片处理 可以有效地防止太阳光 日光灯的干扰 又可减小发射LED的功耗 漫反射型光电开关的应用 请思考如何将光电开关用于卫生间的自动冲水设备 反射型光电开关外形 电源指示 信号指示 光电开关应用 续 透明度测量 控制 质量检测 光电开关应用 续 机械手定位 光电开关应用 续 商标方向检测 红外开关是一种集成发射和接收为一体的反射式光电传感器特点 探测距离远 可调节测量范围 不用外加调制信号 受可见光干扰小 价格便宜易于装配 使用方便等特点 广泛用于机器人避障 工艺流水线等场合 范围是3cm 80cm 2 避障传感器 技术参数 1 电压 5VDC2 电流 100mA3 测量范围 3 80CM4 NPN常开型5 背面具有调节电位器和输出指示灯6 引脚定义 红色电源正 绿色电源负 黄色信号输出 3 光线传感器 基于半导体的光电效应原理所开发的光线传感器 其可用来对周围环境光的强度进行检测 结合各种单片机控制器可实现光的测量 光的控制和光电转换等功能 采用光敏电阻受到光照时 阻值减小 光敏电阻演示 当光敏电阻受到光照时 光生电子 空穴对增加 阻值减小 电流增大 暗电流 越小越好 4 人体红外检测传感器 基于热释电效应的人体热释运动传感器 能检测到人体或动物身上发出的红外线 配合菲涅尔透镜能是传感器探测范围更远更广 可以非常容易地实现与人体或动物相关的互动效果 热释电传感器知识扩充 Skip 热释电传感器简介 热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器 早在1938年 有人提出过利用热释电效应探测红外辐射 但并未受到重视 直到六十年代才又兴起了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用 您可以根据自己的奇思妙想 结合其他电路开发出更加优秀的新产品 或自动化控制装置 热释电传感器在人体检测 报警中的应用 热释电元件在红外线检测中得到广泛的应用 它可用于能产生远红外辐射的人体检测 如防盗门 宾馆大厅自动门 自动灯的控制等 热释电元件外形 热释电晶体已广泛用于红外光谱仪 红外遥感以及热辐射探测器 除了在楼道自动开关 防盗报警上得到应用外 在更多的领域得到应用 比如 在房间无人时会自动停机的空调机 饮水机 电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的电路 开启监视器或自动门铃上的应用 摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等 热释电传感器的内部电路 两块反向串联的热释电晶片 场效应管 热释电传感器工作原理 热释电晶片表面必须罩上一块由一组平行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜 每一透镜单元都只有一个不大的视场角 当人体在透镜的监视视野范围中运动时 顺次地进入第一 第二单元透镜的视场 晶片上的两个反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲信号 当然 如果人体静止不动地站在热释电元件前面 它是 视而不见 的 菲涅尔透镜 菲涅尔透镜 热释电晶片 菲涅尔透镜外形 传感器不加菲涅尔透镜时 其检测距离小于2m 而加上该透镜后 其检测距离可增加3倍以上 热释电套件 热释电报警器 菲涅尔透镜 设定按钮 高分贝喇叭 热释电报警器 续 菲涅尔透镜 5mm接插件 热释电报警器 续 吸顶式热释电报警器 热释电传感器应用 热释电传感器用于自动亮灯 当然也可以用于防盗 热释电传感器的感应范围 热释电感应灯 热释电传感器 自动感应灯 参考施特朗公司资料 热释电传感器在智能空调中的应用 智能空调能检测出屋内是否有人 微处理器据此自动调节空调的出风量 以达到节能的目的 空调中 热释电传感器的菲涅尔透镜做成球形状 从而能感受到屋内一定空间角范围里是否有人 以及人是静止着还是走动着 5 加速度及陀螺仪传感器 采用Freescale 飞思卡尔 公司生产性价比高微型电容式加速度传感器MMA7260芯片 可以制作倾角 运动 姿态检测互动作品 6 数字温度传感器 2010年最新推出的DigitalTemperatureSensor采用美国DALLAS公司生产的DS18B20一总线数字温度传感器其测温范围 55 125 固有测温分辨率0 5 支持多点组网功能 多个DS18B20可以并联在唯一的三线上 实现多点测温 测量结果以9 12位数字量方式串行传送 7 震动传感器 震动式开关数字输入模块 能感知微弱的震动信号 可实现与震动有相关的互动作品 8 超声波测距传感器 超声波传感器是机器人领域最常用的测距避障模块 其可用来检测对方机器人的有无和距离 侦测距离可达3cm到340cm 传感器在有效探测范围内自动标定 无需任何人工调整就可以获得障碍物准确的距离 令你的机器人像蝙蝠一样通过声纳来感知周围的环境 9 视觉传感器 美国卡耐基梅隆大学CMUCam3摄像头是第一款开源嵌入式图像传感器 除了能实现所有CMU2 的功能以外 用户还能进行二次开发 能够跟踪和监视高对比度的区域 运动监测 颜色识别以及检测 跟踪 同时还能输出不同的视频格式到计算机进行额外的图像处理 10 红外线测距传感器 GP2D12IRSensor是日本夏普公司推出的一款性价比高 最常用的红外测距传感器 其可用来对物体的距离进行测量 实现轮式机器人的避障功能 2 4V 0 4V模拟信号对应10cm 80cm 输出与距离成反比非线性关系 GP2D12产品规格参数 1 测量射程范围 10to80cm2 最大允许角度 40 3 电源电压 4 5to5 5V4 平均功耗 35mA5 峰值功耗 约200mA6 更新频率 周期 25Hz 40ms7 模拟输出噪声 200mV8 测量距离与输出模拟电压关系 11 色彩传感器 TCS230是TAOS公司推出的可编程彩色光到频率的转换器 它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上 同时在单一芯片上集成了红绿蓝 RGB 三种滤光器 是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器 TCS230的输出信号是数字量 可以驱动标准的TTL或CMOS逻辑输入 因此可直接与微处理器或其他逻辑电路相连接 由于输出的是数字量 并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度 因而不再需要A D转换电路 使电路变得更简单 12 单向倾角传感器 基于钢球开关的数字模块 利用钢球的特性 通过重力作用使钢球向低处滚动 从而使开关闭合或断开 因此也可以作为简单的倾角传感器使用 钢球开关数字输入模块 能够实现非常有趣的互动作品 比使用水银开关更加安全 13 火焰传感器 远红外火焰传感器能够探测到波长在760纳米 1100纳米范围内的红外光 探测角度为60 其中红外光波长在940纳米附近时 其灵敏度达到最大 远红外火焰探头的工作温度为 25摄氏度 85摄氏度 在使用过程中应注意火焰探头离火焰的距离不能太近 以免造成损坏 火焰传感器模组 实测数据 以一根蜡烛为火源 室内实测 50mm5V100mm2 5V150mm1 2V200mm0 6V350mm0 3V500mm0 2V 14 电子罗盘 CMPS03电子罗盘是Devantech