Mòdul de telèmetre PARALLAX INC 28041 LaserPING
El telèmetre LaserPING 2m proporciona un mètode fàcil de mesurar la distància. Aquest sensor de temps de vol (TOF) d'infrarojos propers és ideal per prendre mesures entre objectes en moviment o estacionaris. S'utilitza un únic pin d'E/S tant per consultar el sensor LaserPING per a la seva última mesura de distància com per llegir la resposta. El telèmetre LaserPING 2m es pot utilitzar amb gairebé qualsevol microcontrolador, utilitzant el seu mode PWM o el mode sèrie opcional. Està dissenyat per ser compatible amb circuits i codis amb el sensor de distància ultrasònic PING))), fent que les aplicacions siguin adaptables on cal tenir en compte diferents condicions ambientals. Fins i tot es poden prendre mesures a través d'una finestra acrílica per protegir el sensor.
El coprocessador integrat del sensor garanteix els nivells lògics adequats. Les seves connexions d'E/S funcionen al mateix volumtage es subministra al pin VIN, per a la compatibilitat amb microcontroladors de 3.3 V i 5 V.
Característiques
- Mesura de distància sense contacte amb un rang de 2 a 200 cm
- Precalibrat de fàbrica per a una precisió amb una resolució d'1 mm
- Il·luminació d'infrarojos propers (IR) invisible per als ulls mitjançant un emissor làser de classe 1
- Protecció de polaritat inversa si VIN i GND s'intercanvien accidentalment
- El microprocessador integrat gestiona el codi complex del sensor
- Compatible amb microcontroladors de 3.3 V i 5 V
- Factor de forma SIP de 3 pins apte per a taulers amb forat de muntatge
Idees d'aplicacions
- Estudis de física
- Sistemes de seguretat
- Exposicions animades interactives
- Sistemes robòtics de navegació i ajuda d'aparcament
- Aplicacions interactives com ara la detecció de mans i el reconeixement de gestos 1D
- Detecció de volum o alçada en sistemes de control de processos
Especificacions clau
- Làser: 850 nm VCSEL (Làser d'emissió de superfície de cavitat vertical)
- Interval: 2-200 cm
- Resolució: 1 mm
- Freqüència de refresc típica: mode PWM de 15 Hz, mode sèrie de 22 Hz
- Requisits d'alimentació: +3.3 V CC a +5 V CC; 25 mA
- Temperatura de funcionament: +14 a +140 °F (-10 a +60 °C)
- Seguretat ocular làser: producte làser de classe 1 infraroig proper
- Camp d'il·luminació: 23° graus
- Camp de view: 55° graus
- Factor de forma: Capçalera mascle de 3 pins amb espai de 0.1″
- Dimensions del PCB: 22 x 16 mm
Primers passos
Connecteu els pins del sensor LaserPING a l'alimentació, a terra i al pin d'E/S del vostre microcontrolador tal com es mostra al diagrama. Tingueu en compte que el diagrama mostra la part posterior del sensor; apunteu el costat del component cap al vostre objecte objectiu. El sensor LaserPING és compatible amb blocs BlocklyProp, biblioteques Propeller C i exampel codi per al BASIC Stamp i Arduino Uno. És compatible amb circuits i codis amb aplicacions per al sensor de distància ultrasònic PING))) (núm. 28015). Cerqueu descàrregues i enllaços de tutorials a la pàgina del producte del sensor; cerqueu "28041" a www.parallax.com.
Protocol de comunicació
El sensor emet un pols làser infrarojo (IR) que viatja per l'aire, es reflecteix en els objectes i després rebota cap al sensor. El mòdul LaserPING mesura amb precisió quant de temps triga el pols làser reflectit a tornar al sensor i converteix aquesta mesura de temps en mil·límetres, amb una resolució d'1 mm. El vostre microcontrolador consulta el mòdul LaserPING per obtenir la darrera mesura (que s'actualitza aproximadament cada 40 ms) i després rep el valor al mateix pin d'E/S, com a pols d'amplada variable en mode PWM o com a caràcters ASCII en sèrie. mode.
Mode PWM
El mode predeterminat PWM està dissenyat per ser compatible amb el codi amb el codi PING))) Sensor de distància ultrasònic (#28015). Es pot comunicar amb microcontroladors TTL o CMOS de 3.3 V o 5 V. El mode PWM utilitza una interfície de pols TTL bidireccional en un sol pin d'E/S (SIG). El pin SIG s'aturarà baix, i tant el pols d'entrada com el pols d'eco seran positius alts, al vol VINtage.
| Amplada del pols | Condició |
| 115 a 290 µs | Mesura de precisió reduïda |
| 290 µs a 12 ms | Mesura de la màxima precisió |
| 13 ms | Mesura no vàlida: objectiu massa a prop o massa lluny |
| 14 ms | Error intern del sensor |
| 15 ms | Temps d'espera del sensor intern |
L'amplada del pols és proporcional a la distància i no canvia significativament amb la temperatura, la pressió o la humitat ambientals.
Per convertir l'amplada del pols des del temps, en μs, a mm, utilitzeu l'equació següent: Distància (mm) = Amplada del pols (ms) × 171.5 Per convertir l'amplada del pols del temps, en μs, a polzades, utilitzeu l'equació següent: Distància (polzades) = Amplada del pols (ms) × 6.752
Mode de dades en sèrie
El mode de dades sèrie funciona a 9600 baudis amb una interfície TTL bidireccional en un sol pin d'E/S (SIG) i es pot comunicar amb microcontroladors TTL o CMOS de 3.3 V o 5 V. El pin SIG es mantindrà alt en aquest mode, al VIN voltage. Per canviar del mode PWM predeterminat al mode sèrie, conduïu el pin SIG baix i, a continuació, envieu tres polsos alts de 100 µs amb 5 µs, o més, espais baixos entre ells. Això es pot fer mitjançant la transmissió d'un caràcter 'I' majúscula.
Consell: Per utilitzar-lo amb microcontroladors que no admeten sèrie bidireccional, el mòdul LaserPING es pot configurar per activar-se en mode sèrie. En aquest cas, només es requereix una única entrada sèrie-rx al vostre microcontrolador! Consulteu la secció "Activació de la sèrie a l'inici" a continuació.
En mode sèrie, LaserPING enviarà constantment noves dades de mesura en format ASCII. El valor estarà en mil·límetres i seguit del caràcter de retorn de carro (decimal 13). Es transmetrà un valor nou cada vegada que el sensor rebi una lectura vàlida, normalment una vegada cada 45 ms.
| Valor de sèrie | Condició |
| 50 a 2000 | Mesura de la màxima precisió en mil·límetres |
| 1 a 49 |
Mesura de precisió reduïda en mil·límetres |
| 2001 a 2046 | |
| 2047 | Reflexió detectada més enllà dels 2046 mil·límetres |
|
0 o 2222 |
Mesura no vàlida
(Sense reflex; objectiu massa a prop, massa lluny o massa fosc) |
| 9998 | Error intern del sensor |
| 9999 | Temps d'espera del sensor intern |
Per aturar el mode sèrie i tornar al mode PWM predeterminat:
- Afirma el pin SIG baix i mantén-ho premut durant 100 ms
- Allibereu el pin SIG (normalment torneu a configurar el pin d'E/S que està connectat a SIG al mode d'entrada d'alta impedància)
- LaserPING ara estarà en mode PWM
Habilitació de la sèrie a l'inici
Els 2 coixinets SMT marcats DBG i SCK es poden abreujar junts per canviar el mode de dades predeterminat, habilitant el mode sèrie a l'inici. El mòdul LaserPING comprova l'estat dels pins DBG/SCK a l'encesa.
- DBG i SCK oberts = Per defecte al mode PWM (mode predeterminat de fàbrica)
- DBG i SCK curts junts = Per defecte al mode de dades en sèrie
Per curtir els dos pins, es pot soldar una resistència 0402 < 4 k-ohm, un enllaç de zero ohms o una gota de soldadura a través dels coixinets. Consulteu les descripcions dels coixinets de prova SMT a continuació per obtenir més informació sobre aquests coixinets. En el mode sèrie a l'inici, el sensor triga uns 100 ms a inicialitzar-se, després dels quals el LaserPING començarà a enviar automàticament valors ASCII sèrie a 9600 baudis al pin SIG. Les dades arribaran en un flux en sèrie ASCII acabat amb CR (decimal 13) continu, amb cada lectura nova arribant aproximadament cada 45 ms. Aquest interval de 45 ms variarà lleugerament, ja que, segons la distància mesurada, el temps necessari perquè el sensor detecti, compti i processi les dades també variarà lleugerament.
Distància d'abast màxim i precisió d'abast
La taula següent mostra les especificacions de precisió d'abast del dispositiu, amb dades obtingudes amb el dispositiu funcionant a temperatura ambient i sense vidres de coberta al dispositiu. El dispositiu pot funcionar fora d'aquests intervals amb una precisió reduïda.
| Reflectància de l'objectiu que cobreix tot el camp de View (FoV) | Precisió del rang | ||
| 50 a 100 mm | 100 a 1500 mm | 1500 a 2000 mm | |
| Objectiu blanc (90%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 7% |
| Objectiu gris (18%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 10% |
Camp de View (FoV) i camp d'il·luminació (FoI)
Els elements emissors i receptors del sensor làser formen una forma de con. El camp d'il·luminació de l'emissor (FoI) és de 23° i el camp de visió del receptor (FoV) és de 55°. El sensor LaserPING només detectarà objectes dins del FoI, però pot tenir una sensibilitat reduïda quan els objectes brillants es troben dins del FoV. Les lectures també poden ser inexactes quan les superfícies mirades dins del FoI dispersen la llum a altres objectes dins del FoI o FoV.
Quan es mesuren distàncies llargues, el sensor ha d'estar prou lluny de qualsevol sòl, paret o sostre circumdants per assegurar-se que no es converteixin en un objectiu involuntari dins del FoI. A 200 cm del mòdul LaserPING, el FoI és un disc de 81.4 cm de diàmetre. L'elevació per sobre d'una superfície pot afectar el rang de detecció pràctic, ja que algunes superfícies reflectiran en lloc de desviar-se:
Descripcions de pins
| Pin | Tipus | Funció |
| GND | Terra | Terra comuna (alimentació de 0 V) |
| VIN | Poder | El mòdul funcionarà entre 3.3 V i 5 V CC. El VIN voltage també estableix el nivell lògic alt voltage per al pin SIG. |
| SIG | E/S* | Entrada/sortida de dades PWM o sèrie |
* Quan està en mode PWM, el pin SIG funciona com una entrada de col·lector obert, amb una resistència desplegable de 55 k-ohm, excepte els polsos de resposta, que es dirigeixen a VIN. Quan està en mode sèrie, el pin SIG funciona com a sortida push-pull.
L'accés de l'usuari final als coixinets de prova, més enllà de canviar el mode predeterminat a l'inici de PWM a sèrie, no és compatible.
| Coixinet | Tipus | Funció |
| DBG | Col·leccionista obert | Pin de programació del coprocessador (PC1) |
| SCK | Col·leccionista obert | Pin de programació del coprocessador (PB5) |
| SCL | Col·leccionista obert | Rellotge I2C amb sensor làser amb pull-up de 3.9K fins a 3V |
| RESET | Col·leccionista obert | Pin de programació del coprocessador (PC6) |
| SDA | Col·leccionista obert | Dades sèrie del sensor làser I2C amb pull-up de 3.9K fins a 3V |
| Extensió MOSI | Col·leccionista obert | Pin de programació del coprocessador (PB3) |
| INTD | Push Pull (actiu baix) | Sensor làser Data Ready Interrupció
Normalment lògicament alt, aquest pin passa a baix quan hi ha un valor nou disponible i torna a alt un cop es llegeix el valor. |
| MISO | Col·leccionista obert | Pin de programació del coprocessador (PB4) |
Guia de selecció de vidre de coberta
El mòdul LaserPING té un forat de muntatge situat per simplificar la col·locació d'un vidre de coberta opcional. Això es podria utilitzar per protegir el sensor en determinades aplicacions, o per experimentar amb l'impacte de diferents materials que actuen com a filtres sobre la llum làser infraroja. Per obtenir el millor rendiment, s'han de tenir en compte les regles següents per al vidre de coberta:
- Material: PMMA, acrílic
- Transmissió espectral: T< 5% per a λ< 770 nm, T> 90% per a λ > 820 nm
- Espai d'aire: 100 µm
- Gruix: < 1 mm (com més prim, millor)
- Dimensions: més gran de 6 x 8 mm
Dimensions del PCB
Historial de revisions
Versió 1.0: llançament original. Descarregat de Arrow.com.
Documents/Recursos
 |
Mòdul de telèmetre PARALLAX INC 28041 LaserPING [pdfGuia de l'usuari 28041, mòdul de telèmetre LaserPING, mòdul de telèmetre 28041 LaserPING, mòdul de telèmetre, mòdul |
