HC -SR04 VS VL53L0X - Test 1 - Anvendelse til robotbilapplikationer: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Denne instruerbare foreslår en enkel (omend så videnskabelig som muligt) eksperimentel proces til stort set at sammenligne effektiviteten af to mest almindelige afstandssensorer, som har en helt anden fysisk funktion. HC-SR04 bruger ultralyd, betyder lyd (mekaniske) bølger, og VL53L0X bruger infrarøde radiobølger, der er elektromagnetisk meget nær (i frekvens) til optisk spektrum.

Hvad er den praktiske effekt af en sådan jordforskel?

Hvordan kan vi konkludere, hvilken sensor der passer bedst til vores behov?

Eksperimenter, der skal udføres:

1. Afstandsmålinger nøjagtighed sammenligning. Samme mål, plan for mål lodret til afstand.
2. Målmateriale følsomhed sammenligning. Samme afstand, plan for mål lodret til afstand.
3. Målplanets vinkel i forhold til afstandssammenligningslinjen. Samme mål og afstand.

Selvfølgelig er der meget mere at gøre, men med disse eksperimenter kan nogen tage en interessant indsigt i sensorernes evaluering.

På det sidste trin gives koden til arduino -kredsløbet, der gør evalueringen mulig.

Trin 1: Materialer og udstyr

1. træpind 2cmX2cmX30cm, som fungerer som en base

2. pind 60 cm langt 3 mm tykt snit i to lige store stykker

   tappene skal sættes fast og lodret i stokken 27 cm fra hinanden (denne afstand er ikke rigtig vigtig, men er relateret til vores kredsløbsdimensioner!)

3. fire forskellige former for forhindringer på størrelse med et typisk foto 15cmX10cm

   1. hårdt papir
   2. hårdt papir - rødligt
   3. plexiglas
   4. hårdt papir dækket med aluminiumsfolie
4. til forhindringsholderne lavede jeg to rør ud af gamle blyanter, som kan rotere rundt om pindene

til arduino -kredsløbet:

1. arduino UNO
2. brødbræt
3. jumper kabler
4. en ultralydssensor HC-SR04
5. en VL53L0X infrarød LASER -sensor

Trin 2: Nogle oplysninger om sensorerne …

Ultralydsafstandssensor HC-SR04

Gamle klassikere inden for økonomirobotik, meget billige, selvom de er dødbringende følsomme i tilfælde af en forkert forbindelse. Jeg vil sige (selvom det ikke er relevant for formålet med disse instruktører) ikke ecoomic for energifaktoren!

Infrarød laserafstandssensor VLX53L0X

Bruger elektromagnetiske bølger i stedet for mekaniske lydbølger. I planen leverer jeg der en forkert forbindelse, hvilket betyder, at ifølge databladet (og min erfaring!) Skal tilsluttes 3,3V i stedet for 5V i diagrammet.

Til begge sensorer leverer jeg datablade.

Trin 3: Apparatet påvirker eksperimentet

Inden forsøgene påbegyndes, skal vi kontrollere vores "apparats" indflydelse på vores resultater. For at gøre dette prøver vi nogle målinger uden vores eksperimentelle mål. Så efter at have ladet pindene være i fred, forsøger vi at "se" dem med vores sensorer. Ifølge vores målinger på 18 cm og i 30 cm afstand til pindene giver sensorerne irrelevante resultater. Så de ser ikke ud til at spille en rolle for vores kommende eksperimenter.

Trin 4: Sammenligning af afstandsnøjagtighed

Vi bemærker, at i tilfælde af afstande mindre end 40 cm eller deromkring, er nøjagtigheden af infrarød bedre, i stedet for de længere afstande, hvor ultralydet ser ud til at fungere bedre.

Trin 5: Materialeafhængig nøjagtighed

Til dette forsøg brugte jeg forskelligt farvede hardpapirmål uden forskel i resultaterne (for begge sensorer). Den store forskel var som forventet med plexiglas gennemsigtigt mål og det klassiske hårde papir mål. Plexiglasset syntes at være usynligt for infrarød, i stedet for ultralydet, som der ikke var nogen forskel for. For at vise dette præsenterer jeg billederne af eksperimentet sammen med de relaterede målinger. Hvor nøjagtigheden af den infrarøde sensor dominerer, er konkurrencen i tilfælde af stærkt reflekterende overflade. Det er det hårde papir dækket med aluminiumsfolie.

Trin 6: Vinkelrelateret afstandsnøjagtighedssammenligning

Ifølge mine målinger er der en langt mere stærk afhængighed af nøjagtigheden af vinklen i tilfælde af ultralydssensoren, i stedet for den infrarøde sensor. Ultralydssensorens unøjagtighed stiger meget mere med stigningen i vinklen.

Trin 7: Arduino -kode til evaluering

Koden er så enkel som muligt. Målet er at vise målingerne fra begge sensorer samtidigt på computerskærmen, så det er let at sammenligne.

Hav det sjovt!