Проект 3: Датчик линии

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

1. VCC к 5V на Arduino
2. GND к GND на Arduino
3. 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.