PARALLAX INC 28041 Módulo de telémetro LaserPING
O telémetro LaserPING 2m proporciona un método sinxelo de medición de distancia. Este sensor de tempo de voo (TOF) de infravermello próximo é ideal para tomar medidas entre obxectos en movemento ou estacionarios. Un único pin de E/S úsase tanto para consultar ao sensor LaserPING a súa última medición de distancia como para ler a resposta. O telémetro LaserPING 2m pódese usar con case calquera microcontrolador, utilizando o seu modo PWM ou o modo serie opcional. Está deseñado para ser compatible con circuítos e códigos co sensor de distancia ultrasónico PING))), facendo que as aplicacións sexan adaptables onde hai que ter en conta diferentes condicións ambientais. Incluso pódense tomar medidas a través dunha fiestra de acrílico para protexer o sensor.
O coprocesador integrado do sensor garante os niveis lóxicos correctos. As súas conexións de E/S funcionan ao mesmo tempotage subministrado ao pin VIN, para compatibilidade con microcontroladores de 3.3 V e 5 V.
Características
- Medición de distancia sen contacto cun rango de 2-200 cm
- Precalibrado de fábrica para precisión con resolución de 1 mm
- Iluminación de infravermellos próximos (IR) invisible para os ollos mediante un emisor láser de clase 1
- Protección de polaridade inversa se VIN e GND se intercambian accidentalmente
- O microprocesador integrado manexa códigos de sensor complexos
- Compatible con microcontroladores de 3.3 V e 5 V
- Factor de forma SIP de 3 pines apto para placas con orificio de montaxe
Ideas de aplicación
- Estudos de física
- Sistemas de seguridade
- Exposicións animadas interactivas
- Sistemas robóticos de navegación e estacionamento
- Aplicacións interactivas como a detección de mans e o recoñecemento de xestos 1D
- Detección de volume ou altura en sistemas de control de procesos
Especificacións clave
- Láser: 850 nm VCSEL (Láser de emisión de superficie de cavidade vertical)
- Rango: 2-200 cm
- Resolución: 1 mm
- Frecuencia de actualización típica: modo PWM de 15 Hz, modo serie 22 Hz
- Requisitos de enerxía: +3.3 V CC a +5 V CC; 25 mA
- Temperatura de funcionamento: +14 a +140 °F (-10 a +60 °C)
- Seguridade ocular con láser: produto láser de clase 1 de infravermellos próximos
- Campo de iluminación: 23° graos
- Campo de view: 55° graos
- Factor de forma: Cabezal macho de 3 pinos con espazamento de 0.1″
- Dimensións do PCB: 22 x 16 mm
Comezando
Conecte os pinos do sensor LaserPING á alimentación, á terra e ao pin de E/S do seu microcontrolador como se mostra no diagrama. Teña en conta que o diagrama mostra a parte traseira do sensor; apunte o lado do compoñente cara ao obxecto obxectivo. O sensor LaserPING é compatible con bloques BlocklyProp, bibliotecas Propeller C, etcampcódigo para o BASIC Stamp e Arduino Uno. É compatible con circuítos e códigos coas aplicacións do sensor de distancia ultrasónico PING))) (#28015). Busca descargas e ligazóns de titoriais na páxina do produto do sensor; buscar "28041" enwww.parallax.com.
Protocolo de comunicación
O sensor emite un pulso láser infravermello (IR) que viaxa polo aire, reflicte os obxectos e despois rebota cara ao sensor. O módulo LaserPING mide con precisión o tempo que tarda o pulso láser reflectido en volver ao sensor e converte esta medida de tempo en milímetros, cunha resolución de 1 mm. O seu microcontrolador consulta o módulo LaserPING para obter a última medición (que se actualiza aproximadamente cada 40 ms) e despois recibe o valor no mesmo pin de E/S, como un pulso de ancho variable no modo PWM ou como caracteres ASCII en serie. modo.
Modo PWM
O modo predeterminado PWM está deseñado para ser compatible co código co código PING))) Sensor de distancia ultrasónico (#28015). Pode comunicarse con microcontroladores TTL ou CMOS de 3.3 V ou 5 V. O modo PWM usa unha interface de pulso TTL bidireccional nun único pin de E/S (SIG). O pin SIG permanecerá baixo e tanto o pulso de entrada como o pulso de eco serán positivos altos, no vol VINtage.
| Ancho de pulso | Condición |
| 115 a 290 µs | Medición de precisión reducida |
| 290 µs a 12 ms | Medición de máxima precisión |
| 13 ms | Medición non válida: obxectivo demasiado preto ou demasiado lonxe |
| 14 ms | Erro do sensor interno |
| 15 ms | Tempo de espera do sensor interno |
O ancho do pulso é proporcional á distancia e non cambia significativamente coa temperatura, presión ou humidade ambiente.
Para converter o ancho do pulso do tempo, en μs, a mm, use a seguinte ecuación: Distancia (mm) = Ancho do pulso (ms) × 171.5 Para converter o ancho do pulso do tempo, en μs, a polgadas, use a seguinte ecuación: Distancia (polgadas) = Ancho de pulso (ms) × 6.752
Modo de datos en serie
O modo de datos en serie funciona a 9600 baudios cunha interface TTL bidireccional nun único pin de E/S (SIG) e pode comunicarse con microcontroladores TTL ou CMOS de 3.3 V ou 5 V. O pin SIG permanecerá alto neste modo, no VIN voltage. Para cambiar do modo PWM predeterminado ao modo serie, baixa o pin SIG e, a continuación, envía tres pulsos altos de 100 µs con intervalos baixos de 5 µs ou máis. Isto pódese facer transmitindo un carácter 'I' en maiúscula.
Consello: Para o seu uso con microcontroladores que non admiten serial bidireccional, o módulo LaserPING pódese configurar para que se active en modo serie. Neste caso, só é necesaria unha única entrada serial-rx no seu microcontrolador. Consulte a sección "Activar a serie ao iniciar" a continuación.
No modo Serial, LaserPING enviará constantemente novos datos de medición en formato ASCII. O valor estará en milímetros e seguido do carácter de retorno de carro (decimal 13). Un novo valor transmitirase cada vez que o sensor reciba unha lectura válida, normalmente unha vez cada 45 ms.
| Valor de serie | Condición |
| 50 ao 2000 | Medición de máxima precisión en milímetros |
| 1 ao 49 |
Medición de precisión reducida en milímetros |
| 2001 ao 2046 | |
| 2047 | Reflexión detectada máis aló dos 2046 milímetros |
|
0 ou 2222 |
Medición non válida
(Sen reflexión; obxectivo demasiado preto, demasiado lonxe ou demasiado escuro) |
| 9998 | Erro do sensor interno |
| 9999 | Tempo de espera do sensor interno |
Para deter o modo serie e volver ao modo PWM predeterminado:
- Afirma o pin SIG baixo e mantelo baixo durante 100 ms
- Solta o pin SIG (normalmente configura o teu pin de E/S que está conectado a SIG de novo ao modo de entrada de alta impedancia)
- LaserPING estará agora en modo PWM
Activación de serie ao iniciar
As 2 almofadas SMT marcadas DBG e SCK pódense cortar xuntos para cambiar o modo de datos predeterminado, habilitando o modo serie ao iniciar. O módulo LaserPING comproba o estado dos pinos DBG/SCK ao acender.
- DBG e SCK abertos = Modo predeterminado PWM (modo predeterminado de fábrica)
- DBG e SCK cortocircuitados xuntos = Modo de datos en serie predeterminado
Para cortocircuitar os dous pinos, pódese soldar unha resistencia 0402 < 4 k-ohm, un enlace de cero ohmios ou unha mancha de soldadura entre as almofadas. Consulte as descricións das almofadas de proba SMT a continuación para obter detalles sobre estas almofadas. No modo serie ao iniciarse, o sensor tarda uns 100 ms en inicializarse, despois do cal o LaserPING comezará a enviar automaticamente valores ASCII en serie a 9600 baudios ao pin SIG. Os datos chegarán nun fluxo serie ASCII terminado con CR (decimal 13) continuo, e cada nova lectura chegará aproximadamente cada 45 ms. Este intervalo de 45 ms variará lixeiramente, xa que segundo a distancia medida, o tempo necesario para que o sensor detecte, conte e procese os datos tamén variará lixeiramente.
Distancia máxima e precisión de alcance
A táboa seguinte mostra as especificacións de precisión do dispositivo, cos datos obtidos co dispositivo funcionando a temperatura ambiente e sen tapa de cristal no dispositivo. O dispositivo pode funcionar fóra destes intervalos cunha precisión reducida.
| Reflectancia obxectivo que cubre o campo completo de View (FoV) | Precisión de alcance | ||
| 50 a 100 mm | 100 a 1500 mm | 1500 a 2000 mm | |
| Obxectivo branco (90%) | +/- 15 % | +/- 7 % | +/- 7 % |
| Obxectivo gris (18%) | +/- 15 % | +/- 7 % | +/- 10 % |
Campo de View (FoV) e campo de iluminación (FoI)
Os elementos emisor e receptor do sensor láser forman unha forma de cono. O campo de iluminación do emisor (FoI) é de 23° e o campo de visión do receptor (FoV) é de 55°. O sensor LaserPING só detectará obxectos dentro do FoI, pero pode ter unha sensibilidade reducida cando os obxectos brillantes estean dentro do FoV. As lecturas tamén poden ser inexactas cando as superficies espelladas dentro do FoI dispersan a luz a outros obxectos dentro do FoI ou FoV.
Ao medir longas distancias, o sensor debe estar o suficientemente afastado dos pisos, paredes ou teitos circundantes para garantir que non se convertan nun obxectivo involuntario dentro do FoI. A 200 cm do módulo LaserPING, o FoI é un disco de 81.4 cm de diámetro. A elevación sobre unha superficie pode afectar o rango de detección práctico, xa que algunhas superficies reflectirán en lugar de desviarse:
Descricións de Pin
| Pin | Tipo | Función |
| GND | Terra | Terra común (alimentación 0 V) |
| VIN | Poder | O módulo funcionará entre 3.3 V e 5 V CC. O VIN voltage tamén establece o nivel lóxico-alto voltage para o pin SIG. |
| SIG | E/S* | Entrada/saída de datos PWM ou serie |
* Cando está en modo PWM, o pin SIG funciona como unha entrada de colector aberto, cunha resistencia pull-down de 55 k-ohm, excepto para os pulsos de resposta, que son conducidos a VIN. Cando está en modo serie, o pin SIG funciona como saída push-pull.
Non se admite o acceso do usuario final ás plataformas de proba, ademais de cambiar o modo predeterminado ao iniciarse de PWM a Serial.
| Pad | Tipo | Función |
| DBG | Coleccionista aberto | Pin de programación do coprocesador (PC1) |
| SCK | Coleccionista aberto | Pin de programación do coprocesador (PB5) |
| SCL | Coleccionista aberto | Reloxo con sensor láser I2C con pull-up de 3.9K a 3V |
| RESET | Coleccionista aberto | Pin de programación do coprocesador (PC6) |
| SDA | Coleccionista aberto | Datos en serie de sensor láser I2C con pull-up de 3.9K a 3V |
| MOSI | Coleccionista aberto | Pin de programación do coprocesador (PB3) |
| INTD | Push Pull (activo baixo) | Interrupción de datos listos do sensor láser
Normalmente lóxico alto, este pin baixa cando hai un novo valor dispoñible e volve ao alto cando se le o valor. |
| MISO | Coleccionista aberto | Pin de programación do coprocesador (PB4) |
Guía de selección de vidro
O módulo LaserPING ten un orificio de montaxe situado para simplificar a colocación dun cristal de cobertura opcional. Isto podería usarse para protexer o sensor en determinadas aplicacións ou para experimentar co impacto de diferentes materiais que actúan como filtros na luz do láser infravermello. Para obter o mellor rendemento, débense considerar as seguintes regras para o vidro de cuberta:
- Material: PMMA, acrílico
- Transmitancia espectral: T< 5 % para λ< 770 nm, T> 90 % para λ > 820 nm
- Intervalo de aire: 100 µm
- Espesor: < 1 mm (canto máis fino, mellor)
- Dimensións: maior de 6 x 8 mm
Dimensións do PCB
Historial de revisións
Versión 1.0: versión orixinal. Descargado desde Arrow.com.
Documentos/Recursos
 |
PARALLAX INC 28041 Módulo de telémetro LaserPING [pdfGuía do usuario 28041, Módulo de telémetro LaserPING, Módulo de telémetro 28041 LaserPING, Módulo de telémetro, módulo |
