PARALLAX INC 28041 LaserPING Rangefinder Module
Ang LaserPING 2m Rangefinder naghatag ug sayon nga paagi sa pagsukod sa gilay-on. Kini nga near-infrared, time-of-flight (TOF) sensor maayo alang sa pagsukod tali sa naglihok o naghunong nga mga butang. Usa ka I/O pin ang gigamit sa pagpangutana sa LaserPING sensor para sa pinakabag-o nga sukod sa gilay-on, ug sa pagbasa sa tubag. Ang LaserPING 2m Rangefinder mahimong magamit sa halos bisan unsang microcontroller, gamit ang PWM mode o opsyonal nga serial mode. Gidisenyo kini nga mahimong circuit-ug code-compatible sa PING))) Ultrasonic Distance Sensor, nga naghimo sa mga aplikasyon nga mapahiangay kung diin kinahanglan nga tagdon ang lainlaing mga kahimtang sa kalikopan. Ang mga pagsukod mahimo pa nga makuha pinaagi sa usa ka bintana nga acrylic aron mapanalipdan ang sensor.
Ang built-in nga co-processor sa sensor nagsiguro sa husto nga lebel sa lohika. Ang mga koneksyon sa I/O niini naglihok sa samang voltage supplied sa VIN pin, alang sa compatibility sa 3.3V ug 5V microcontrollers.
Mga bahin
- Non-contact distance measurement nga adunay 2 –200 cm range
- Gi-pre-calibrate ang pabrika alang sa katukma nga adunay resolusyon nga 1 mm
- Dili luwas sa mata nga dili makita nga duol sa infrared (IR) nga kahayag gamit ang usa ka klase 1 nga laser emitter
- Balika ang polarity nga proteksyon kung ang VIN ug GND aksidenteng gibaylo
- Ang onboard nga microprocessor nagdumala sa komplikadong sensor code
- Nahiuyon sa 3.3V ug 5V microcontrollers
- Breadboard-friendly 3-pin SIP form-factor nga adunay mounting hole
Mga Ideya sa Aplikasyon
- Pagtuon sa pisika
- Mga sistema sa seguridad
- Interactive nga mga animated exhibit
- Robotics navigation ug parking assistant system
- Interactive nga mga aplikasyon sama sa hand detection ug 1D gesture recognition
- Pagsusi sa gidaghanon o gitas-on sa mga sistema sa pagkontrol sa proseso
Pangunang Detalye
- Laser: 850 nm VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)
- Sakop: 2–200 cm
- Resolusyon: 1 mm
- Kasagaran nga refresh rate: 15 Hz PWM mode, 22 Hz serial mode
- Mga kinahanglanon sa kuryente: +3.3V DC ngadto sa +5 VDC; 25 mA
- Operating temperatura: +14 ngadto sa +140 °F (-10 ngadto sa +60 °C)
- Kaluwasan sa mata sa laser: duol-infrared nga Klase 1 nga produkto sa laser
- Natad sa kahayag: 23° degrees
- Natad sa view: 55° degrees
- Form factor: 3-pin nga lalaki nga header nga adunay 0.1" nga gilay-on
- Mga sukat sa PCB: 22 x 16 mm
Pagsugod
Ikonektar ang mga pin sa LaserPING sensor sa gahum, yuta, ug ang I/O pin sa imong microcontroller sama sa gipakita sa diagram. Timan-i nga ang dayagram nagpakita sa likod sa sensor; itudlo ang bahin nga bahin sa imong target nga butang. Ang LaserPING sensor gisuportahan sa BlocklyProp blocks, Propeller C libraries, ug example code para sa BASIC Stamp ug Arduino Uno. Kini usa ka circuit- ug code-compatible sa mga aplikasyon para sa PING))) Ultrasonic Distance Sensor (#28015). Pangitaa ang mga pag-download ug mga link sa tutorial sa panid sa produkto sa sensor; pangitaa ang "28041" sawww.parallax.com.
Protokol sa Komunikasyon
Ang sensor nagpagawas ug infrared (IR) nga pulso sa laser nga nagbiyahe sa hangin, nagsalamin sa mga butang ug dayon nagbalikbalik sa sensor. Ang LaserPING module tukma nga nagsukod kung unsa kadugay ang gipakita nga pulso sa laser aron makabalik sa sensor, ug gibag-o kini nga pagsukod sa oras sa milimetro, nga adunay resolusyon nga 1 mm. Ang imong microcontroller nangutana sa LaserPING module alang sa pinakabag-o nga sukod (nga gi-refresh sa matag 40 ms) ug dayon makadawat sa bili balik sa samang I/O pin, isip variable-width pulse sa PWM mode, o isip ASCII nga mga karakter sa serial mode.
PWM Mode
Ang default nga mode sa PWM gidesinyo nga mahimong code-compatible sa PING))) Ultrasonic Distance Sensor (#28015) code. Makakomunikar kini sa 3.3 V o 5 V TTL o CMOS microcontrollers. Ang PWM Mode naggamit ug bidirectional TTL pulse interface sa usa ka I/O pin (SIG). Ang SIG pin mag-idle ubos, ug ang input pulse ug echo pulse mahimong positibo nga taas, sa VIN voltage.
| Pulse gilapdon | kahimtang |
| 115 hangtod 290 µs | Gipakunhod ang katukma nga pagsukod |
| 290 µs hangtod 12 ms | Pinakataas nga pagsukod sa katukma |
| 13 ms | Dili balido nga pagsukod — target kaayo duol o layo kaayo |
| 14 ms | Kasaypanan sa sulud nga sensor |
| 15 ms | Ang internal nga sensor timeout |
Ang gilapdon sa pulso proporsyonal sa gilay-on, ug dili kaayo mausab sa temperatura sa palibot, presyur, o humidity.
Aron makombertir ang gilapdon sa pulso gikan sa oras, sa μs, ngadto sa mm, gamita ang mosunod nga equation: Distance (mm) = Pulse Width (ms) × 171.5 Aron ma-convert ang pulse width gikan sa oras, sa μs, ngadto sa pulgada, gamita ang mosunod nga equation: Distansya (pulgada) = Pulse Lapad (ms) × 6.752
Serial Data Mode
Ang serial data mode naglihok sa 9600 baud nga adunay bidirectional TTL interface sa usa ka I/O pin (SIG), ug makakomunikar sa 3.3 V o 5 V TTL o CMOS microcontrollers. Ang SIG pin mag-idle taas niini nga mode, sa VIN voltage. Aron mabalhin gikan sa default nga PWM mode ngadto sa serial mode, ipadpad ang SIG pin nga ubos, dayon ipadala ang tulo ka taas nga 100 µs nga mga pulso nga adunay 5 µs, o mas taas pa, ubos nga gaps tali. Mahimo kini pinaagi sa pagpadala sa usa ka kapital nga karakter nga 'I'.
Tip: Para sa paggamit sa microcontrollers nga wala mosuporta sa bidirectional serial, ang LaserPING module mahimong ma-configure aron makamata sa serial mode. Sa kini nga kaso, usa ra ka serial-rx input ang gikinahanglan sa imong microcontroller! Tan-awa ang seksyon nga "Pag-enable sa Serial sa Start-up" sa ubos.
Sa Serial mode, ang LaserPING kanunay nga magpadala ug bag-ong datos sa pagsukod sa ASCII format. Ang bili kay sa millimeters, ug sundan sa carriage return character (decimal 13). Usa ka bag-ong kantidad ang ipasa sa matag higayon nga ang sensor makadawat usa ka balido nga pagbasa, kasagaran kausa matag 45 ms.
| Serial nga Bili | kahimtang |
| 50 hangtod 2000 | Pinakataas nga pagsukod sa katukma sa milimetro |
| 1 hangtod 49 |
Gipakunhod ang katukma nga pagsukod sa milimetro |
| 2001 hangtod 2046 | |
| 2047 | Ang pagpamalandong nakit-an lapas sa 2046 milimetro |
|
0 or 2222 |
Dili balido nga pagsukod
(Walay pagpamalandong; target nga duol kaayo, layo kaayo, o ngitngit kaayo) |
| 9998 | Kasaypanan sa sulud nga sensor |
| 9999 | Ang internal nga sensor timeout |
Sa paghunong sa serial mode ug pagbalik sa default PWM mode:
- Ipilit ang SIG pin nga ubos, ug kupti ang ubos sulod sa 100 ms
- Ipagawas ang SIG pin (kasagaran itakda ang imong I/O pin nga konektado sa SIG balik sa high-impedance input mode)
- Ang LaserPING anaa na sa PWM mode
Pag-enable sa Serial sa Start-up
Ang 2 SMT pads nga gimarkahan nga DBG ug SCK mahimong i-short aron usbon ang default data mode, nga makapahimo sa serial mode sa pagsugod. Ang LaserPING module nagsusi sa kahimtang sa DBG/SCK pin sa power-up.
- Bukas ang DBG ug SCK = Default sa PWM mode (factory default mode)
- Ang DBG ug SCK nag-short = Default sa Serial Data Mode
Sa pagpamubo sa duha ka mga pin, usa ka 0402 resistor <4 k-ohm, usa ka zero ohm link, o usa ka solder blob mahimong ibaligya sa mga pad. Tan-awa ang SMT Test Pad Deskripsyon sa ubos para sa mga detalye niini nga mga pad. Sa serial mode sa pagsugod, ang sensor nagkinahanglan og mga 100 ms aron masugdan, pagkahuman ang LaserPING awtomatikong magsugod sa pagpadala sa serial ASCII values sa 9600 baud ngadto sa SIG pin. Ang datos moabot sa usa ka padayon nga CR (decimal 13) nga natapos sa ASCII serial stream, uban sa matag bag-ong pagbasa moabot sa gibana-bana nga matag 45 ms. Kini nga 45 ms nga agwat gamay ra nga magkalainlain, tungod kay sumala sa gilay-on nga gisukod, ang oras nga gikinahanglan alang sa sensor nga makit-an, maihap ug maproseso ang datos magkalainlain usab gamay.
Pinakataas nga Gilay-on nga Gilay-on ug Katukma sa Ranging
Gipakita sa lamesa sa ubos ang nagsangkaron nga mga detalye sa katukma sa aparato, nga adunay datos nga nakuha sa aparato nga naglihok sa temperatura sa kwarto ug wala’y tabon nga baso sa aparato. Ang aparato mahimong molihok sa gawas sa kini nga mga sakup sa pagkunhod sa katukma.
| Target Reflectance nga Naglangkob sa Tibuok Natad sa View (FoV) | Sakto nga Katukma | ||
| 50 ngadto sa 100 mm | 100 ngadto sa 1500 mm | 1500 ngadto sa 2000 mm | |
| Puti nga Target (90%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 7% |
| Gray nga Target (18%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 10% |
Natad sa View (FoV) ug Field of Illumination (FoI)
Ang emitter ug receiver nga mga elemento sa laser sensor nagporma og porma nga kono. Ang emitter field of illumination (FoI) kay 23°, ug ang receiver field of vision (FoV) kay 55°. Ang sensor sa LaserPING makamatikod lang sa mga butang sa sulod sa FoI, apan mahimo nga nakunhuran ang pagkasensitibo kung ang mga masanag nga butang naa sa sulod sa FoV. Mahimo usab nga dili tukma ang mga pagbasa kung ang mga samin nga sulud sa sulod sa FoI magsabwag sa kahayag sa ubang mga butang sa sulod sa FoI o FoV.
Kung sukdon ang layo nga distansya ang sensor kinahanglan nga igo nga layo sa bisan unsang naglibot nga mga salog, dingding o kisame aron masiguro nga dili sila mahimong usa ka wala tuyoa nga target, sulod sa FoI. Sa 200 cm gikan sa LaserPING module, ang FoI kay 81.4 cm ang diyametro nga disk. Ang kataas sa ibabaw sa usa ka nawong makaapektar sa praktikal nga sensing range, tungod kay ang pipila ka mga surface mopakita imbis nga motipas:
Mga Deskripsyon sa Pin
| Pin | Type | Kalihokan |
| GND | Yuta | Common Ground (0 V nga suplay) |
| VIN | Gahum | Ang module molihok tali sa 3.3V hangtod 5V DC. Ang VIN voltage usab nagtakda sa lohika-taas nga lebel voltage para sa SIG pin. |
| SIG | I/O* | PWM o Serial data input / output |
* Kung naa sa PWM mode, ang SIG pin naglihok ingon usa ka bukas nga input sa kolektor, nga adunay 55 k-ohm pull-down resistor, gawas sa mga pulso sa tubag, nga gimaneho sa VIN. Kung anaa sa serial mode, ang SIG pin naglihok isip push-pull output.
Ang pag-access sa end-user sa mga test pad, lapas sa pagbag-o sa default mode sa pagsugod gikan sa PWM ngadto sa Serial, dili suportado.
| Pad | Type | Kalihokan |
| Ang DBG | Bukas nga kolektor | Coprocessor programming pin (PC1) |
| SCK | Bukas nga kolektor | Coprocessor programming pin (PB5) |
| SCL | Bukas nga kolektor | Laser sensor I2C nga orasan nga adunay 3.9K nga pull-up hangtod sa 3V |
| RESET | Bukas nga kolektor | Coprocessor programming pin (PC6) |
| SDA | Bukas nga kolektor | Laser sensor I2C serial data nga adunay 3.9K pull-up ngadto sa 3V |
| MOSI | Bukas nga kolektor | Coprocessor programming pin (PB3) |
| INTD | Push Pull (aktibo ubos) | Laser sensor nga Data Andam Interrupt
Kasagaran nga taas ang lohika, kini nga pin mohinay kung adunay bag-ong kantidad, ug mobalik sa taas kung mabasa ang kantidad. |
| MISO | Bukas nga kolektor | Coprocessor programming pin (PB4) |
Tabuni nga Giya sa Pagpili sa Salamin
Ang LaserPING module adunay usa ka mounting hole nga gipahimutang aron pasimplehon ang pagkahaom sa usa ka opsyonal nga tabon nga bildo. Mahimo kini gamiton aron mapanalipdan ang sensor sa pipila nga mga aplikasyon, o mag-eksperimento sa epekto sa lainlaing mga materyales nga naglihok ingon mga pagsala sa infrared nga suga sa laser. Aron makuha ang labing kaayo nga pasundayag, ang mosunod nga mga lagda kinahanglan nga tagdon alang sa tabon nga baso:
- Materyal: PMMA, Acrylic
- Spectral nga pagpasa: T< 5% para sa λ< 770 nm, T> 90% para sa λ > 820 nm
- Gwang sa hangin: 100 µm
- Gibag-on: < 1mm (mas nipis, mas maayo)
- Mga sukat: mas dako pa kay sa 6 x 8 mm
Mga Dimensyon sa PCB
Kasaysayan sa Pagbag-o
Bersyon 1.0: orihinal nga pagpagawas. Gi-download gikan sa Arrow.com.
Mga Dokumento / Mga Kapanguhaan
 |
PARALLAX INC 28041 LaserPING Rangefinder Module [pdf] Giya sa Gumagamit 28041, LaserPING Rangefinder Module, 28041 LaserPING Rangefinder Module, Rangefinder Module, Module |
