Modul dálkoměru PARALLAX INC 28041 LaserPING
LaserPING 2m dálkoměr poskytuje snadnou metodu měření vzdálenosti. Tento blízký infračervený senzor doby letu (TOF) je ideální pro měření mezi pohybujícími se nebo stacionárními objekty. Jediný I/O pin se používá k dotazování senzoru LaserPING na nejnovější měření vzdálenosti a ke čtení odpovědi. LaserPING 2m Rangefinder lze použít s téměř jakýmkoliv mikrokontrolérem, využívajícím jeho PWM režim nebo volitelný sériový režim. Je navržen tak, aby byl kompatibilní s obvodem a kódem s PING))) ultrazvukovým snímačem vzdálenosti, díky čemuž jsou aplikace přizpůsobitelné tam, kde je třeba vzít v úvahu různé podmínky prostředí. Měření lze dokonce provádět přes akrylové okénko pro ochranu senzoru.
Vestavěný koprocesor snímače zajišťuje správné logické úrovně. Jeho I/O připojení fungují na stejném objemutagDodává se na pin VIN pro kompatibilitu s 3.3V a 5V mikrokontroléry.
Vlastnosti
- Bezkontaktní měření vzdálenosti s rozsahem 2 – 200 cm
- Továrně předkalibrováno pro přesnost s rozlišením 1 mm
- Neviditelné blízké infračervené (IR) osvětlení bezpečné pro oči pomocí laserového zářiče třídy 1
- Ochrana proti přepólování, pokud dojde k náhodné záměně VIN a GND
- Integrovaný mikroprocesor zpracovává složitý kód senzoru
- Kompatibilní s 3.3V a 5V mikrokontroléry
- 3kolíkový SIP tvarový faktor s montážním otvorem vhodný pro chlebovou desku
Nápady na aplikace
- Studium fyziky
- Bezpečnostní systémy
- Interaktivní animované exponáty
- Robotické systémy navigace a parkovacího asistenta
- Interaktivní aplikace, jako je detekce rukou a rozpoznávání 1D gest
- Detekce objemu nebo výšky v systémech řízení procesů
Klíčové specifikace
- Laser: 850 nm VCSEL (laser vyzařující povrch s vertikální dutinou)
- Rozsah: 2–200 cm
- Rezoluce: 1 mm
- Typická obnovovací frekvence: 15 Hz PWM režim, 22 Hz sériový režim
- Požadavky na napájení: +3.3 V DC až +5 V DC; 25 mA
- Provozní teplota: +14 až +140 °F (-10 až +60 °C)
- Laserová bezpečnost očí: blízký infračervený laserový produkt třídy 1
- Pole osvětlení: 23° stupňů
- Pole view: 55° stupňů
- Tvarový faktor: 3kolíková zásuvka s roztečí 0.1″
- Rozměry DPS: 22 x 16 mm
Začínáme
Připojte kolíky senzoru LaserPING k napájení, zemi a I/O kolíku mikrokontroléru, jak je znázorněno na obrázku. Všimněte si, že obrázek ukazuje zadní stranu snímače; namiřte stranu součásti směrem k cílovému objektu. Senzor LaserPING je podporován bloky BlocklyProp, knihovnami Propeller C a example kód pro BASIC Stamp a Arduino Uno. Je obvodově a kódově kompatibilní s aplikacemi pro PING))) Ultrazvukový snímač vzdálenosti (#28015). Hledejte odkazy ke stažení a výukové programy na produktové stránce senzoru; hledejte „28041“ na adresewww.parallax.com.
Komunikační protokol
Senzor vysílá infračervený (IR) laserový puls, který prochází vzduchem, odráží se od předmětů a poté se odráží zpět k senzoru. Modul LaserPING přesně měří, jak dlouho trvá odražený laserový puls, než se vrátí do senzoru, a převádí toto měření času na milimetry s rozlišením 1 mm. Váš mikrokontrolér se dotáže modulu LaserPING na nejnovější měření (které se obnovuje přibližně každých 40 ms) a poté obdrží hodnotu zpět na stejný I/O pin, buď jako pulz s proměnnou šířkou v režimu PWM, nebo jako znaky ASCII v sériovém režimu.
Režim PWM
Výchozí režim PWM je navržen tak, aby byl kódově kompatibilní s kódem PING))) Ultrasonic Distance Sensor (#28015). Dokáže komunikovat s mikrokontroléry 3.3 V nebo 5 V TTL nebo CMOS. Režim PWM využívá obousměrné pulzní rozhraní TTL na jednom I/O pinu (SIG). Pin SIG bude nečinný nízko a jak vstupní impuls, tak impuls echa budou kladně vysoké, při VIN vol.tage.
| Šířka pulsu | Stav |
| 115 až 290 us | Snížená přesnost měření |
| 290 µs až 12 ms | Nejvyšší přesnost měření |
| 13 ms | Neplatné měření – cíl je příliš blízko nebo příliš daleko |
| 14 ms | Interní chyba senzoru |
| 15 ms | Interní senzor vypršel |
Šířka pulzu je úměrná vzdálenosti a významně se nemění s okolní teplotou, tlakem nebo vlhkostí.
Chcete-li převést šířku pulzu z času, v μs, na mm, použijte následující rovnici: Vzdálenost (mm) = Šířka pulzu (ms) × 171.5 Chcete-li převést šířku pulzu z času, v μs, na palce, použijte následující rovnici: Vzdálenost (palce) = šířka pulzu (ms) × 6.752
Režim sériových dat
Režim sériových dat pracuje s rychlostí 9600 baudů s obousměrným TTL rozhraním na jednom I/O pinu (SIG) a může komunikovat s 3.3 V nebo 5 V TTL nebo CMOS mikrokontroléry. Pin SIG bude v tomto režimu vysoko nečinný při VIN objtagE. Chcete-li přepnout z výchozího režimu PWM do sériového režimu, nastavte pin SIG na nízkou úroveň a poté odešlete tři vysoké 100 µs impulsy s 5 µs nebo delšími, nízkými mezerami mezi nimi. To lze provést přenosem velkého znaku „I“.
Tip: Pro použití s mikrokontroléry, které nepodporují obousměrné sériové rozhraní, lze modul LaserPING nakonfigurovat tak, aby se probudil v sériovém režimu. V tomto případě je na vašem mikrokontroléru vyžadován pouze jeden sériový-rx vstup! Viz část „Povolení sériového připojení při spuštění“ níže.
V sériovém režimu bude LaserPING neustále odesílat nová naměřená data ve formátu ASCII. Hodnota bude v milimetrech a následuje znak návratu vozíku (desetinné číslo 13). Nová hodnota bude odeslána pokaždé, když senzor přijme platnou hodnotu, obvykle každých 45 ms.
| Sériová hodnota | Stav |
| 50 až 2000 | Nejvyšší přesnost měření v milimetrech |
| 1 až 49 |
Snížená přesnost měření v milimetrech |
| 2001 až 2046 | |
| 2047 | Odraz detekován nad 2046 milimetrů |
|
0 nebo 2222 |
Neplatné měření
(Žádný odraz; cíl je příliš blízko, příliš daleko nebo příliš tmavý) |
| 9998 | Interní chyba senzoru |
| 9999 | Interní senzor vypršel |
Chcete-li zastavit sériový režim a vrátit se do výchozího režimu PWM:
- Nastavte pin SIG na nízkou úroveň a držte jej na nízké úrovni po dobu 100 ms
- Uvolněte pin SIG (obvykle nastavte svůj I/O pin, který je připojen k SIG, zpět do režimu vysokoimpedančního vstupu)
- LaserPING bude nyní v režimu PWM
Povolení sériového připojení při spuštění
2 SMT podložky označené DBG a SCK lze zkratovat dohromady a změnit tak výchozí datový režim a umožnit sériový režim při spuštění. Modul LaserPING kontroluje stav DBG/SCK pinů při zapnutí.
- DBG a SCK otevřeny = Výchozí režim PWM (výchozí režim z výroby)
- DBG a SCK zkratovaly dohromady = Výchozí režim sériových dat
Ke zkratování těchto dvou kolíků lze přes plošky připájet odpor 0402 < 4 kOhm, nulový ohmový spoj nebo pájecí kuličku. Podrobnosti o těchto podložkách naleznete v popisu testovacích podložek SMT níže. V sériovém režimu po spuštění trvá senzoru inicializace asi 100 ms, poté začne LaserPING automaticky odesílat sériové hodnoty ASCII rychlostí 9600 baudů na pin SIG. Data budou přicházet v nepřetržitém sériovém toku ASCII ukončeném CR (desetinně 13), přičemž každé nové čtení přichází přibližně každých 45 ms. Tento interval 45 ms se bude mírně lišit, protože v závislosti na naměřené vzdálenosti se bude mírně lišit i doba potřebná k tomu, aby senzor detekoval, spočítal a zpracoval data.
Maximální vzdálenost a přesnost měření
Níže uvedená tabulka ukazuje specifikace přesnosti rozsahu zařízení s údaji získanými se zařízením pracujícím při pokojové teplotě a bez krycího skla na zařízení. Zařízení může pracovat mimo tyto rozsahy se sníženou přesností.
| Cílová odrazivost pokrývající celé pole View (FoV) | Přesnost rozsahu | ||
| 50 až 100 mm | 100 až 1500 mm | 1500 až 2000 mm | |
| Bílý cíl (90 %) | +/- 15 % | +/- 7 % | +/- 7 % |
| šedý cíl (18 %) | +/- 15 % | +/- 7 % | +/- 10 % |
Pole View (FoV) a pole osvětlení (FoI)
Vysílací a přijímací prvky laserového senzoru tvoří kuželovitý tvar. Zorné pole emitoru (FoI) je 23° a zorné pole přijímače (FoV) je 55°. Senzor LaserPING bude snímat pouze objekty uvnitř FoI, ale může mít sníženou citlivost, když jsou v FoV jasné objekty. Údaje mohou být také nepřesné, když zrcadlené povrchy uvnitř FoI rozptylují světlo na jiné objekty uvnitř FoI nebo FoV.
Při měření na velké vzdálenosti by měl být senzor dostatečně daleko od všech okolních podlah, stěn nebo stropů, aby se zajistilo, že se nestanou neúmyslným cílem v rámci FoI. Ve vzdálenosti 200 cm od modulu LaserPING je FoI disk o průměru 81.4 cm. Nadmořská výška nad povrchem může ovlivnit praktický dosah snímání, protože některé povrchy se budou spíše odrážet než vychylovat:
Popisy pinů
| Kolík | Typ | Funkce |
| GND | Země | Společná zem (napájení 0 V) |
| VIN | Moc | Modul bude pracovat mezi 3.3 V až 5 V DC. Číslo VIN svtage také nastavuje logiku-vysoká úroveň voltage pro kolík SIG. |
| SIG | I/O* | PWM nebo sériový datový vstup/výstup |
* V režimu PWM funguje pin SIG jako vstup s otevřeným kolektorem se stahovacím odporem 55 kOhm, s výjimkou impulsů odezvy, které jsou buzeny na VIN. V sériovém režimu funguje pin SIG jako výstup push-pull.
Přístup koncových uživatelů k testovacím podložkám, kromě změny výchozího režimu při spuštění z PWM na sériový, není podporován.
| Podložka | Typ | Funkce |
| DBG | Otevřený kolektor | Koprocesorový programovací pin (PC1) |
| SCK | Otevřený kolektor | Koprocesorový programovací pin (PB5) |
| SCL | Otevřený kolektor | Laserový senzor I2C hodiny s 3.9K tahem na 3V |
| RESETOVAT | Otevřený kolektor | Koprocesorový programovací pin (PC6) |
| SDA | Otevřený kolektor | Laserový senzor I2C sériová data s 3.9K tahem až 3V |
| LELKOVAT | Otevřený kolektor | Koprocesorový programovací pin (PB3) |
| INTD | Push Pull (aktivní nízko) | Přerušení připravenosti dat laserového senzoru
Normálně je logická vysoká, tento kolík přejde na nízkou hodnotu, když je k dispozici nová hodnota, a vrátí se na vysokou, jakmile je hodnota přečtena. |
| MISO | Otevřený kolektor | Koprocesorový programovací pin (PB4) |
Průvodce výběrem krycího skla
Modul LaserPING má montážní otvor umístěný pro zjednodušení montáže volitelného krycího skla. To by mohlo být použito k ochraně senzoru v určitých aplikacích nebo k experimentování s dopadem různých materiálů působících jako filtry na infračervené laserové světlo. Pro dosažení nejlepšího výkonu je třeba pro krycí sklo vzít v úvahu následující pravidla:
- Materiál: PMMA, Akryl
- Spektrální propustnost: T< 5 % pro λ < 770 nm, T> 90 % pro λ > 820 nm
- Vzduchová mezera: 100 um
- Tloušťka: < 1 mm (čím tenčí, tím lepší)
- Rozměry: větší než 6 x 8 mm
Rozměry PCB
Historie revizí
Verze 1.0: původní vydání. Staženo z Arrow.com.
Dokumenty / zdroje
 |
Modul dálkoměru PARALLAX INC 28041 LaserPING [pdfUživatelská příručka 28041, LaserPING Modul dálkoměru, 28041 LaserPING Modul dálkoměru, Modul dálkoměru, Modul |
