Проект 3: Датчик линии

Датчик слежения за линией выдает высокий сигнал при обнаружении черной линии и низкий при обнаружении белой линии. Для правильной настройки используйте подстроечный резистор на датчике. Поворачивайте резистор до тех пор, пока светодиод не будет включаться при обнаружении белой линии и выключаться при обнаружении черной линии. Это позволяет датчику корректно распознавать линии на поверхности и управлять роботом с максимальной точностью.

Этот датчик слежения за линией может обнаруживать белые линии на черном фоне и черные линии на белом фоне. Одноканальный сигнал слежения обеспечивает стабильный выходной сигнал TTL для более точного и стабильного слежения за линией. Многоканальную опцию можно легко реализовать, установив необходимые датчики для робота слежения за линией.

Технические характеристики

• Источник питания: +5V

• Рабочий ток: <10mA

• Диапазон рабочей температуры: 0°C ~ +50°C

• Выходной интерфейс: 3-проводной интерфейс (1 - сигнал, 2 - питание, 3 - отрицательное питание)

• Выходной уровень: уровень TTL

Подключение датчика слежения за линией к Arduino

• VCC к 5V на Arduino

• GND к GND на Arduino

• OUT (сигнальный провод) к цифровому пину 3 на Arduino

Принцип работы датчика линии

Датчик линии работает на основе инфракрасного (ИК) излучения. Он состоит из двух основных компонентов: инфракрасного светодиода (ИК-светодиод) и фоторезистора.

1. ИК-светодиод:

   • ИК-светодиод излучает инфракрасный свет на поверхность.

   • Свет отражается от поверхности и возвращается обратно к датчику.

2. Фоторезистор:

   • Фоторезистор улавливает отраженный инфракрасный свет.

   • Количество света, которое улавливает фототранзистор, зависит от цвета и свойства поверхности.

Обнаружение линии

Датчик линии использует различие в отражении света от черных и белых поверхностей для обнаружения линии.

• Белая поверхность: Белые поверхности хорошо отражают инфракрасный свет. Когда ИК-светодиод освещает белую поверхность, большая часть света отражается обратно к фоторезистору. В результате фототранзистор улавливает больше света и выдает высокий выходной сигнал.

• Черная поверхность: Черные поверхности поглощают большую часть инфракрасного света и отражают очень мало. Когда ИК-светодиод освещает черную поверхность, свет почти не отражается обратно к фоторезистору. В результате фоторезистор улавливает меньше света и выдает низкий выходной сигнал.

Настройка подстроечного резистора

1. Запустите код на Arduino.

2. Откройте «Серийный монитор» в Arduino IDE (нажмите Ctrl+Shift+M).

3. Посмотрите на значения, которые выводятся в серийный монитор:

   • Когда датчик находится над белой поверхностью, значение должно быть LOW (0).

   • Когда датчик находится над черной поверхностью, значение должно быть HIGH (1).

4. Медленно вращайте подстроечный резистор на датчике:

   • Поворачивайте подстроечный резистор, пока светодиод на датчике не будет включаться при обнаружении белой линии.

   • Поворачивайте дальше, пока светодиод не будет выключаться при обнаружении черной линии.

Пример кода

const int sensorPin = 3;     // номер пина датчика
int sensorState = 0;         // переменная для чтения состояния датчика

void setup() {
    pinMode(sensorPin, INPUT);
    Serial.begin(9600);
}

void loop() {
    // чтение состояния датчика
    sensorState = digitalRead(sensorPin);
    // если состояние датчика ВЫСОКОЕ
    if (sensorState == HIGH) {
        Serial.println("high");
    } else {
        Serial.println("low");
    }
}

Результат

После настройки подстроечного резистора светодиод на датчике будет загораться при обнаружении белой линии и гаснуть при обнаружении черной линии.