HC -SR04 VS VL53L0X - מבחן 1 - שימוש ביישומי מכוניות רובוטיים: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מדריך זה מציע תהליך ניסוי פשוט (אם כי מדעי ככל האפשר) להשוואת בערך האפקטיביות של שני חיישני מרחק נפוצים ביותר, בעלי תפקוד פיזי שונה לחלוטין. HC-SR04 משתמש באולטרסאונד, פירושו גלי קול (מכניים) וה- VL53L0X משתמש בגלי רדיו אינפרא אדום, שהם אלקטרומגנטיים קרובים מאוד (בתדר) לספקטרום אופטי.

מה ההשפעה המעשית של הבדל קרקע שכזה?

כיצד נוכל להסיק איזה חיישן מתאים ביותר לצרכינו?

ניסויים שצריך לבצע:

1. השוואת דיוק מדידות מרחק. אותו יעד, מישור היעד אנכי למרחק.
2. השוואת רגישות חומרית למטרה. אותו מרחק, מישור היעד אנכי למרחק.
3. זווית מטוס המטרה לקו השוואת המרחקים. אותו יעד ומרחק.

כמובן שיש עוד הרבה מה לעשות, אבל בעזרת הניסויים האלה מישהו יכול לקבל תובנה מעניינת להערכת חיישנים.

בשלב האחרון ניתן את הקוד למעגל הארדואינו המאפשר את ההערכה.

שלב 1: חומרים וציוד

1. מקל עץ 2cmX2cmX30cm, המשמש כבסיס

2. יתד באורך של 60 ס"מ עובי חתוך בעובי 3 מ"מ לשני חלקים שווים

   יש לשים את היתדות בצורה יציבה ואנכית במקל במרחק של 27 ס"מ זה מזה (המרחק הזה לא ממש חשוב אבל קשור למידות המעגל שלנו!)

3. ארבעה סוגים שונים של מכשולים בגודל של תמונה אופיינית בגודל 15 ס"מ על 10 ס"מ

   1. נייר קשיח
   2. נייר קשה - אדמדם
   3. פרספקס
   4. נייר קשיח מכוסה ברדיד אלומיניום
4. למחזיקי המכשולים הכנתי שני צינורות מעפרונות ישנים שיכולים להסתובב סביב היתדות

עבור מעגל הארדואינו:

1. ארדואינו UNO
2. קרש לחם
3. כבלי מגשר
4. חיישן קולי אחד HC-SR04
5. חיישן לייזר אינפרא אדום אחד VL53L0X

שלב 2: קצת מידע על החיישנים …

חיישן מרחק אולטרסאונד HC-SR04

קלאסיקות עתיקות של רובוטיקה כלכלית, זולות מאוד אם כי רגישות קטלניות במקרה של חיבור שגוי. הייתי אומר (אם כי לא רלוונטי למטרת המדריכים) לא אקומי לגורם האנרגיה!

חיישן מרחק אינפרא אדום לייזר VLX53L0X

משתמש בגלים אלקטרומגנטיים במקום גלי קול מכניים. בתוכנית שאני מספק יש חיבור שגוי שמשמעותו שעל פי גליון הנתונים (והניסיון שלי!) צריך להיות מחובר ל -3.3V במקום 5V בדיאגרמה.

עבור שני החיישנים אני מספק גליונות נתונים.

שלב 3: מכשיר משפיע על הניסוי

לפני שמתחילים את הניסויים, עלינו לבדוק את ההשפעה של "המכשיר" שלנו על התוצאות שלנו. לשם כך, אנו מנסים כמה מדידות ללא מטרות הניסוי שלנו. אז לאחר שהשארנו את היתדות לבד, אנו מנסות "לראות" אותן עם החיישנים שלנו. בהתאם למדידות שלנו בגובה 18 ס"מ ובמרחק של 30 ס"מ ליתדות, החיישנים נותנים לא רלוונטיים. תוצאות. אז נראה שהם לא ממלאים תפקיד כלשהו בניסויים הקרובים שלנו.

שלב 4: השוואת דיוק מרחק

אנו מבחינים כי במקרה של מרחקים קטנים מ -40 ס מ בערך, הדיוק של האינפרא אדום טוב יותר, במקום המרחקים הארוכים יותר בהם נראה שהאולטרסאונד עובד טוב יותר.

שלב 5: דיוק חומר תלוי

לניסוי זה השתמשתי במטרות נייר קשיח בצבעים שונים ללא הבדל בתוצאות (לשני החיישנים).ההבדל הגדול, כצפוי, היה במטרה השקופה של פרספקס וביעד הנייר הקלאסי הקלאסי. נראה שהפרספקס אינו נראה לאינפרא אדום, במקום האולטרסאונד שאליו אין הבדל. כדי להראות זאת, אני מציג את תמונות הניסוי יחד עם המדידות הקשורות. היכן שהדיוק של חיישן האינפרא אדום שולט בתחרות במקרה של משטח מחזיר אור חזק. זהו הנייר הקשה המכוסה ברדיד אלומיניום.

שלב 6: השוואת דיוק מרחק הקשור לזווית

על פי המדידות שלי יש תלות הרבה יותר חזקה של הדיוק בזווית במקרה של חיישן האולטרסאונד, במקום החיישן האינפרא אדום. חוסר הדיוק של חיישן האולטרסאונד גדל הרבה יותר עם הגדלת הזווית.

שלב 7: קוד Arduino להערכה

הקוד פשוט ככל האפשר. המטרה היא להציג במסך המחשב בו זמנית את המדידות משני החיישן כך שקל להשוות אותן.

תעשה חיים!