PARALLAX INC 28041 LaserPING daljinomjerni modul

LaserPING 2m daljinomjer pruža jednostavan način mjerenja udaljenosti. Ovaj skoro infracrveni senzor vremena leta (TOF) idealan je za mjerenje između pokretnih ili nepokretnih objekata. Jedan I/O pin se koristi i za ispitivanje LaserPING senzora za najnovije mjerenje udaljenosti i za čitanje odgovora. LaserPING 2m daljinomjer se može koristiti sa gotovo bilo kojim mikrokontrolerom, koristeći njegov PWM mod ili opcioni serijski način rada. Dizajniran je da bude kompatibilan sa sklopom i kodom sa PING))) Ultrazvučni senzor udaljenosti, čineći aplikacije prilagodljivim tamo gde je potrebno uzeti u obzir različite uslove okoline. Mjerenja se mogu vršiti čak i kroz akrilni prozor kako bi se senzor zaštitio.

Ugrađeni koprocesor senzora osigurava prave logičke nivoe. Njegove I/O veze rade na istom volumenutage se isporučuje na VIN pin, za kompatibilnost sa 3.3V i 5V mikrokontrolerima.

Karakteristike

• Beskontaktno mjerenje udaljenosti u rasponu od 2 – 200 cm
• Fabrički kalibrirano za tačnost sa rezolucijom od 1 mm
• Nevidljivo infracrveno (IR) osvjetljenje bezbedno za oči pomoću laserskog emitera klase 1
• Zaštita od obrnutog polariteta ako se VIN i GND slučajno zamijene
• Ugrađeni mikroprocesor upravlja složenim kodom senzora
• Kompatibilan sa 3.3V i 5V mikrokontrolerima
• 3-pinski SIP oblik sa rupom za montažu

Ideje za primjenu

• Studije fizike
• Sigurnosni sistemi
• Interaktivni animirani eksponati
• Robotski sistemi za navigaciju i pomoć pri parkiranju
• Interaktivne aplikacije kao što su detekcija ruku i 1D prepoznavanje pokreta
• Detekcija zapremine ili visine u sistemima upravljanja procesima

Ključne specifikacije

• Laser: 850 nm VCSEL (Laser koji emituje površinu vertikalne šupljine)
• Domet: 2–200 cm
• Rezolucija: 1 mm
• Tipična brzina osvježavanja: 15 Hz PWM mod, 22 Hz serijski mod
• Zahtjevi za napajanje: +3.3V DC do +5 VDC; 25 mA
• Radna temperatura: +14 do +140 °F (-10 do +60 °C)
• Laserska sigurnost očiju: bliski infracrveni laserski proizvod klase 1
• Polje osvetljenja: 23° stepeni
• Polje of view: 55° stepeni
• Form factor: 3-pinski muški priključak sa razmakom od 0.1″
• Dimenzije PCB-a: 22 x 16 mm

Getting Started

Povežite pinove senzora LaserPING na napajanje, masu i I/O pin vašeg mikrokontrolera kao što je prikazano na dijagramu. Imajte na umu da dijagram prikazuje stražnju stranu senzora; usmjerite stranu komponente prema vašem ciljnom objektu. LaserPING senzor podržavaju BlocklyProp blokovi, Propeller C biblioteke i example kod za BASIC Stamp i Arduino Uno. Kompatibilan je sa sklopom i kodom sa aplikacijama za PING))) Ultrazvučni senzor udaljenosti (#28015). Potražite linkove za preuzimanje i uputstva na stranici proizvoda senzora; potražite “28041” na ​www.parallax.com​.

Communication Protocol

Senzor emituje infracrveni (IR) laserski puls koji putuje kroz vazduh, odbija se od objekata i zatim se odbija nazad do senzora. Modul LaserPING precizno mjeri koliko dugo je potrebno reflektovanom laserskom pulsu da se vrati do senzora i pretvara ovo mjerenje vremena u milimetre, sa rezolucijom od 1 mm. Vaš mikrokontroler traži od LaserPING modula najnovije mjerenje (koje se osvježava svakih 40 ms) i zatim prima vrijednost natrag na istom I/O pinu, bilo kao impuls promjenjive širine u PWM modu, ili kao ASCII znakove u serijskom način rada.

PWM način rada

PWM podrazumevani režim je dizajniran da bude kompatibilan sa kodom sa PING))) Ultrazvučni senzor udaljenosti (#28015) kod. Može komunicirati sa 3.3 V ili 5 V TTL ili CMOS mikrokontrolerima. PWM režim koristi dvosmjerni TTL impulsni interfejs na jednom I/O pinu (SIG). SIG pin će biti nizak u praznom hodu, a i ulazni impuls i eho puls će biti pozitivno visoki, na VIN voltage.

 

Širina pulsa	Stanje
115 do 290 µs	Smanjena preciznost mjerenja
290 µs do 12 ms	Najveća tačnost mjerenja
13 ms	Nevažeće mjerenje — cilj preblizu ili predaleko
14 ms	Unutrašnja greška senzora
15 ms	Istekanje internog senzora

Širina impulsa je proporcionalna udaljenosti i ne mijenja se značajno s temperaturom okoline, pritiskom ili vlažnošću.
Da biste pretvorili širinu impulsa iz vremena, u μs, u mm, koristite sljedeću jednačinu: Udaljenost (mm) = širina impulsa (ms) × 171.5 Da biste pretvorili širinu impulsa iz vremena, u μs, u inče, koristite sljedeću jednačinu: Udaljenost (inči) = širina impulsa (ms) × 6.752

Režim serijskih podataka

Režim serijskih podataka radi na 9600 baud sa dvosmjernim TTL interfejsom na jednom I/O pinu (SIG) i može komunicirati sa 3.3 V ili 5 V TTL ili CMOS mikrokontrolerima. SIG pin će raditi visoko u ovom režimu, na VIN voltage. Da biste se prebacili iz zadanog PWM moda u serijski način rada, uključite SIG pin na nisko, a zatim pošaljite tri visoka impulsa od 100 µs sa 5 µs ili dužim malim razmacima između. To se može učiniti prenošenjem velikog 'I' znaka.

Savjet: Za upotrebu s mikrokontrolerima koji ne podržavaju dvosmjerni serijski, LaserPING modul se može konfigurirati za buđenje u serijskom načinu rada. U ovom slučaju, potreban je samo jedan serijski-rx ulaz na vašem mikrokontroleru! Pogledajte odjeljak “Omogućavanje serijskog pri pokretanju” ispod.

U serijskom načinu rada, LaserPING će stalno slati nove podatke mjerenja u ASCII formatu. Vrijednost će biti u milimetrima, a nakon nje slijedi znak za povratak (decimala 13). Nova vrijednost će se prenositi svaki put kada senzor primi valjano očitanje, obično jednom svakih 45 ms.

Serial Value	Stanje
50 do 2000	Najveća preciznost mjerenja u milimetrima
1 do 49	Smanjena preciznost mjerenja u milimetrima
2001 do 2046
2047	Refleksija je otkrivena iznad 2046 milimetara
0 ili 2222	Nevažeće mjerenje (Nema refleksije; meta preblizu, predaleko ili pretamna)
9998	Unutrašnja greška senzora
9999	Istekanje internog senzora

Za zaustavljanje serijskog načina rada i povratak na zadani PWM način rada:

• Postavite SIG pin na nisko i držite nisko 100 ms
• Otpustite SIG pin (obično postavite svoj I/O pin koji je spojen na SIG nazad u režim visokoimpedansnog ulaza)
• LaserPING će sada biti u PWM modu

Omogućavanje serijskog pri pokretanju
2 SMT jastučića sa oznakom DBG i SCK mogu se kratko spojiti da bi se promenio podrazumevani režim podataka, omogućavajući serijski režim pri pokretanju. LaserPING modul provjerava status DBG/SCK pinova pri uključivanju.

• DBG i SCK otvoreni = Zadano na PWM način rada (tvornički zadani način rada)
• DBG i SCK su u kratkom spoju = Podrazumevano na režim serijskih podataka

Da bi se dva pina kratko spojili, 0402 otpornik < 4 k-oma, veza nula oma ili mrlja za lemljenje mogu se zalemiti preko jastučića. Pogledajte opise SMT testnih pločica ispod za detalje o ovim jastučićima. U serijskom načinu rada nakon pokretanja, senzoru je potrebno oko 100 ms da se inicijalizira, nakon čega će LaserPING automatski početi slati serijske ASCII vrijednosti brzinom od 9600 baudova na SIG pin. Podaci će stizati u kontinuiranom CR (decimalno 13) završenom ASCII serijskom toku, sa svakim novim očitanjem koji stiže otprilike svakih 45 ms. Ovaj interval od 45 ms će se neznatno razlikovati, budući da će u zavisnosti od izmjerene udaljenosti, malo varirati i vrijeme potrebno da senzor otkrije, izbroji i obradi podatke.

Maksimalna udaljenost dometa i preciznost dometa

Donja tabela prikazuje specifikacije za tačnost dometa uređaja, sa podacima dobijenim sa uređajem koji radi na sobnoj temperaturi i bez pokrovnog stakla na uređaju. Uređaj može raditi izvan ovih raspona sa smanjenom preciznošću.

Ciljna refleksija koja pokriva cijelo polje View (FoV)	Tačnost dometa
	50 do 100 mm	100 do 1500 mm	1500 do 2000 mm
Bijela meta (90%)	+/- 15%	+/- 7%	+/- 7%
Siva meta (18%)	+/- 15%	+/- 7%	+/- 10%

Polje of View (FoV) i polje osvjetljenja (FoI) 

Elementi emitera i prijemnika laserskog senzora formiraju konusni oblik. Polje emitera osvjetljenja (FoI) je 23°, a vidno polje prijemnika (FoV) je 55°. LaserPING senzor će osjetiti samo objekte unutar FoI, ali može imati smanjenu osjetljivost kada su svijetli objekti unutar FoV. Očitavanja također mogu biti netačna kada zrcalne površine unutar FoI raspršuju svjetlost na druge objekte unutar FoI ili FoV.
Prilikom mjerenja velikih udaljenosti senzor bi trebao biti dovoljno udaljen od okolnih podova, zidova ili stropova kako ne bi postao nenamjerna meta unutar FoI. Na 200 cm od LaserPING modula, FoI je disk prečnika 81.4 cm. Visina iznad površine može utjecati na praktičan raspon senzora, jer će se neke površine reflektirati, a ne skretati:

 

Opisi pinova

Pin	Tip	Funkcija
GND	Ground	Zajedničko uzemljenje (0 V napajanje)
VIN	Snaga	Modul će raditi između 3.3V do 5V DC. VIN voltage takođe postavlja logički visoki nivo voltage za SIG pin.
SIG	I/O*	PWM ili serijski ulaz/izlaz podataka

* Kada je u PWM režimu, pin SIG radi kao ulaz otvorenog kolektora, sa padajućim otpornikom od 55 k-oma, osim za impulse odziva, koji se pokreću na VIN. Kada je u serijskom načinu rada, pin SIG radi kao push-pull izlaz.

Pristup krajnjem korisniku test padovima, osim promene podrazumevanog režima pri pokretanju sa PWM na serijski, nije podržan.

Pad	Tip	Funkcija
DBG	Otvoreni kolektor	Pin za programiranje koprocesora (PC1)
SCK	Otvoreni kolektor	Pin za programiranje koprocesora (PB5)
SCL	Otvoreni kolektor	Laserski senzor I2C sat sa 3.9K pull-up do 3V
RESET	Otvoreni kolektor	Pin za programiranje koprocesora (PC6)
SDA	Otvoreni kolektor	Laserski senzor I2C serijski podaci sa 3.9K pull-up do 3V
MOSI	Otvoreni kolektor	Pin za programiranje koprocesora (PB3)
INTD	Push Pull (aktivno nisko)	Prekid spremanja podataka laserskog senzora Normalno logički visok, ovaj pin se spušta na nisko kada je dostupna nova vrijednost i vraća se na visoku kada se vrijednost pročita.
MISO	Otvoreni kolektor	Pin za programiranje koprocesora (PB4)

Vodič za odabir pokrivnog stakla

LaserPING modul ima otvor za montažu koji je pozicioniran da pojednostavi postavljanje opcionog pokrovnog stakla. Ovo bi se moglo koristiti za zaštitu senzora u određenim aplikacijama ili za eksperimentiranje s utjecajem različitih materijala koji djeluju kao filteri na infracrveno lasersko svjetlo. Da biste postigli najbolje performanse, potrebno je uzeti u obzir sljedeća pravila za pokrovno staklo:

• Materijal: PMMA, akril
• Spektralna propusnost: T< 5% za λ< 770 nm, T> 90% za λ > 820 nm
• Vazdušni jaz: 100 µm
• Debljina: < 1mm (što tanje, to bolje)
• Dimenzije: veće od 6 x 8 mm

Dimenzije PCB-a 

Istorija revizija
Verzija 1.0: originalno izdanje. Preuzeto sa Arrow.com.

Dokumenti / Resursi

PARALLAX INC 28041 LaserPING daljinomjerni modul [pdf] Korisnički priručnik 28041, modul daljinomjera LaserPING, 28041 modul daljinomjera LaserPING, modul daljinomjera, modul

Reference

• Uputstvo za upotrebu