PARALLAX INC 28041 LaserPING 거리 측정기 모듈

LaserPING 2m Rangefinder는 거리 측정의 쉬운 방법을 제공합니다. 이 근적외선 TOF(Time-of-Flight) 센서는 움직이거나 정지한 물체 사이를 측정하는 데 이상적입니다. 단일 I/O 핀은 최신 거리 측정을 위해 LaserPING 센서를 쿼리하고 응답을 읽는 데 사용됩니다. LaserPING 2m Rangefinder는 PWM 모드 또는 선택적 직렬 모드를 활용하여 거의 모든 마이크로 컨트롤러와 함께 사용할 수 있습니다. PING))) 초음파 거리 센서와 회로 및 코드 호환이 가능하도록 설계되어 다양한 환경 조건을 고려해야 하는 응용 분야에 적응할 수 있습니다. 센서를 보호하기 위해 아크릴 창을 통해 측정할 수도 있습니다.

센서에 내장된 보조 프로세서는 올바른 논리 수준을 보장합니다. I/O 연결은 동일한 볼륨에서 작동합니다.tage는 3.3V 및 5V 마이크로컨트롤러와의 호환성을 위해 VIN 핀에 공급됩니다.

특징

• 2~200cm 범위의 비접촉식 거리 측정
• 1mm 분해능으로 정확도를 위해 사전 보정된 공장
• 클래스 1 레이저 이미터를 사용하여 눈에 보이지 않는 눈에 보이지 않는 근적외선(IR) 조명
• VIN과 GND가 실수로 교체된 경우 역극성 보호
• 온보드 마이크로프로세서는 복잡한 센서 코드를 처리합니다.
• 3.3V 및 5V 마이크로컨트롤러와 호환 가능
• 마운팅 홀이 있는 브레드보드 친화적인 3핀 SIP 폼 팩터

응용 아이디어

• 물리학 연구
• 보안 시스템
• 대화형 애니메이션 전시
• 로봇 내비게이션 및 주차 보조 시스템
• 손 감지 및 1D 제스처 인식과 같은 대화형 애플리케이션
• 공정 제어 시스템의 부피 또는 높이 감지

주요 사양

• 원자 램프: 850 nm VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)
• 범위: 2~200cm
• 해결: 1mm
• 일반적인 새로고침 빈도: 15Hz PWM 모드, 22Hz 직렬 모드
• 전력 요구 사항: +3.3V DC ~ +5 VDC; 25mA
• 작동 온도: +14 ~ +140°F(-10 ~ +60°C)
• 레이저 눈 안전: 근적외선 1급 레이저 제품
• 조명 분야: 23°도
• 분야 view: 55°도
• 폼 팩터: 3″ 간격의 0.1핀 수 헤더
• PCB 치수: 22 x 16mm

시작하기

다이어그램에 표시된 대로 LaserPING 센서의 핀을 전원, 접지 및 마이크로컨트롤러의 I/O 핀에 연결합니다. 다이어그램은 센서의 뒷면을 보여줍니다. 구성 요소 쪽이 대상 개체를 향하도록 합니다. LaserPING 센서는 BlocklyProp 블록, Propeller C 라이브러리 및 ex에서 지원됩니다.ampBASIC St에 대한 코드amp 그리고 아두이노 우노. PING))) 초음파 거리 센서(#28015)용 애플리케이션과 회로 및 코드 호환이 가능합니다. 센서 제품 페이지에서 다운로드 및 자습서 링크를 찾으십시오. 에서 "28041"을 검색하십시오.www.parallax.com.

통신 프로토콜

센서는 공기를 통해 이동하는 적외선(IR) 레이저 펄스를 방출하고 물체에 반사된 다음 센서로 다시 반사됩니다. LaserPING 모듈은 반사된 레이저 펄스가 센서로 돌아오는 데 걸리는 시간을 정확하게 측정하고 이 시간 측정을 1mm 해상도의 밀리미터로 변환합니다. 마이크로컨트롤러는 최신 측정(약 40ms마다 새로 고쳐짐)을 위해 LaserPING 모듈을 쿼리한 다음 동일한 I/O 핀에서 PWM 모드의 가변 폭 펄스 또는 직렬의 ASCII 문자로 값을 다시 수신합니다. 방법.

PWM 모드

PWM 기본 모드는 PING))) 초음파 거리 센서(#28015) 코드와 호환되도록 설계되었습니다. 3.3V 또는 5V TTL 또는 CMOS 마이크로컨트롤러와 통신할 수 있습니다. PWM 모드는 단일 I/O 핀(SIG)에서 양방향 TTL 펄스 인터페이스를 사용합니다. SIG 핀은 낮은 유휴 상태이며 입력 펄스와 에코 펄스는 VIN vol에서 포지티브 하이가 됩니다.tage.

펄스 폭은 거리에 비례하며 주변 온도, 압력 또는 습도에 따라 크게 변하지 않습니다.
펄스 폭을 시간(μs)에서 mm로 변환하려면 다음 방정식을 사용하십시오. 거리(mm) = 펄스 폭(ms) × 171.5 펄스 폭을 시간(μs)에서 인치로 변환하려면 다음 방정식을 사용하십시오. 거리(인치) = 펄스 폭(ms) × 6.752

직렬 데이터 모드

직렬 데이터 모드는 단일 I/O 핀(SIG)의 양방향 TTL 인터페이스로 9600보에서 작동하며 3.3V 또는 5V TTL 또는 CMOS 마이크로 컨트롤러와 통신할 수 있습니다. SIG 핀은 이 모드에서 VIN vol에서 유휴 상태가 됩니다.tag이자형. 기본 PWM 모드에서 직렬 모드로 전환하려면 SIG 핀을 로우로 구동한 다음 사이에 100µs 이상의 낮은 간격으로 5개의 높은 XNUMXµs 펄스를 보냅니다. 이것은 대문자 ' I ' 문자를 전송하여 수행할 수 있습니다.

팁: 양방향 직렬을 지원하지 않는 마이크로컨트롤러와 함께 사용하기 위해 LaserPING 모듈을 직렬 모드에서 깨우도록 구성할 수 있습니다. 이 경우 마이크로컨트롤러에는 단일 serial-rx 입력만 필요합니다! 아래의 "시작 시 직렬 활성화" 섹션을 참조하십시오.

직렬 모드에서 LaserPING은 지속적으로 새로운 측정 데이터를 ASCII 형식으로 보냅니다. 값은 밀리미터 단위이며 캐리지 리턴 문자(십진수 13)가 뒤에 옵니다. 센서가 유효한 판독값을 수신할 때마다(일반적으로 45ms마다 한 번씩) 새 값이 전송됩니다.

직렬 모드를 중지하고 기본 PWM 모드로 돌아가려면:

• SIG 핀을 로우로 설정하고 100ms 동안 로우로 유지
• SIG 핀 해제(일반적으로 SIG에 연결된 I/O 핀을 다시 하이 임피던스 입력 모드로 설정)
• LaserPING은 이제 PWM 모드가 됩니다.

시작 시 직렬 활성화
DBG 및 SCK로 표시된 2개의 SMT 패드는 함께 단락되어 기본 데이터 모드를 변경하여 시작 시 직렬 모드를 활성화할 수 있습니다. LaserPING 모듈은 전원을 켤 때 DBG/SCK 핀의 상태를 확인합니다.

• DBG 및 SCK 오픈 = PWM 모드로 기본 설정(공장 기본 모드)
• DBG와 SCK가 함께 단락됨 = 직렬 데이터 모드의 기본값

0402개의 핀을 단락시키기 위해 4 저항 < 100k-옴, 제로 옴 링크 또는 솔더 블롭을 패드에 납땜할 수 있습니다. 이러한 패드에 대한 자세한 내용은 아래의 SMT 테스트 패드 설명을 참조하십시오. 시작 시 직렬 모드에서 센서를 초기화하는 데 약 9600ms가 걸리며 그 후 LaserPING이 자동으로 13보드에서 직렬 ASCII 값을 SIG 핀으로 전송하기 시작합니다. 데이터는 연속 CR(45진수 45) 종료 ASCII 직렬 스트림으로 도착하며 각각의 새로운 판독값은 약 XNUMXms마다 도착합니다. 이 XNUMXms 간격은 측정된 거리에 따라 센서가 데이터를 감지, 카운트 및 처리하는 데 필요한 시간도 약간씩 달라지므로 약간씩 달라집니다.

최대 범위 거리 및 범위 정확도

아래 표는 기기가 상온에서 작동하고 기기에 커버 글래스가 없는 상태에서 얻은 데이터와 함께 기기의 범위 정확도 사양을 보여줍니다. 이 범위를 벗어나면 정확도가 낮아져 장치가 작동할 수 있습니다.

분야 View (FoV) 및 조명 필드(FoI) 

레이저 센서의 송신기 및 수신기 요소는 원뿔 모양을 형성합니다. 방출기 FoI(조명 시야)는 23°이고 수신기 시야(FoV)는 55°입니다. LaserPING 센서는 FoI 내의 물체만 감지하지만 밝은 물체가 FoV 내에 있으면 감도가 감소할 수 있습니다. FoI 내의 거울 표면이 FoI 또는 FoV 내의 다른 물체에 빛을 산란시키는 경우에도 판독값이 부정확할 수 있습니다.
장거리를 측정할 때 센서는 FoI 내에서 의도하지 않은 대상이 되지 않도록 주변 바닥, 벽 또는 천장에서 충분히 떨어져 있어야 합니다. LaserPING 모듈에서 200cm 떨어진 FoI는 직경 81.4cm의 디스크입니다. 일부 표면은 편향되지 않고 반사되기 때문에 표면 위의 고도는 실제 감지 범위에 영향을 미칠 수 있습니다.

핀 설명

* PWM 모드에서 SIG 핀은 VIN으로 구동되는 응답 펄스를 제외하고 55kohm 풀다운 저항과 함께 오픈 콜렉터 입력으로 작동합니다. 직렬 모드일 때 SIG 핀은 푸시풀 출력으로 작동합니다.

시작 시 기본 모드를 PWM에서 직렬로 변경하는 것 외에 테스트 패드에 대한 최종 사용자 액세스는 지원되지 않습니다.

커버 글래스 선택 가이드

LaserPING 모듈에는 선택적 커버 글래스를 쉽게 장착할 수 있도록 장착 구멍이 있습니다. 이것은 특정 응용 분야에서 센서를 보호하거나 적외선 레이저 광에서 필터 역할을 하는 다양한 재료의 영향을 실험하는 데 사용할 수 있습니다. 최상의 성능을 얻으려면 커버 유리에 대해 다음 규칙을 고려해야 합니다.

• 재료: PMMA, 아크릴
• 스펙트럼 투과율: λ< 5 nm의 경우 T< 770%, λ > 90 nm의 경우 T> 820%
• 공기 간격: 100마이크로미터
• 두께: < 1mm (얇을수록 좋음)
• 치수: 6 x 8mm보다 큰 것

PCB 치수 

개정 내역
버전 1.0: 최초 릴리스. 에서 다운로드 Arrow.com.

문서 / 리소스

PARALLAX INC 28041 LaserPING 거리 측정기 모듈 [PDF 파일] 사용자 가이드 28041, LaserPING 거리측정기 모듈, 28041 LaserPING 거리측정기 모듈, 거리측정기 모듈, 모듈

참고문헌

• 사용자 설명서