PARALLAX INC 28041 LaserPING Rangefinder Module
LaserPING 2m Rangefinder обезбедува лесен метод за мерење на растојанието. Овој близу инфрацрвен сензор за време на лет (TOF) е идеален за мерења помеѓу предмети кои се движат или неподвижни. Еден I/O пин се користи и за барање на LaserPING сензорот за неговото последно мерење на растојанието и за читање на одговорот. LaserPING 2m Rangefinder може да се користи со речиси секој микроконтролер, користејќи го неговиот PWM режим или опционалниот сериски режим. Дизајниран е да биде компатибилен со кола и код со PING))) Ултразвучен сензор за растојание, што ги прави апликациите приспособливи каде што треба да се земат предвид различните услови на животната средина. Мерењата може да се направат дури и преку акрилен прозорец за да се заштити сензорот.
Вградениот копроцесор на сензорот ги обезбедува вистинските логички нивоа. Нејзините влезни/излезни конекции работат на истиот волtagе испорачан на пинот VIN, за компатибилност со микроконтролерите од 3.3V и 5V.
Карактеристики
- Мерење на растојание без контакт со опсег од 2 – 200 cm
- Фабрички претходно калибриран за точност со резолуција од 1 mm
- Безбедно за очи невидливо блиско инфрацрвено (IR) осветлување со помош на ласерски емитер од класа 1
- Заштита од обратен поларитет ако VIN и GND случајно се заменат
- Вградениот микропроцесор се справува со сложениот сензорски код
- Компатибилен со 3.3V и 5V микроконтролери
- 3-пински SIP форма-фактор погодна за табла за леб со отвор за монтирање
Идеи за апликација
- Студии по физика
- Системи за безбедност
- Интерактивни анимирани експонати
- Роботичка навигација и асистент системи за паркирање
- Интерактивни апликации како што се откривање рака и 1D препознавање на гестови
- Откривање на волумен или висина во системите за контрола на процесот
Клучни спецификации
- Ласерски: 850 nm VCSEL (ласер со вертикална шуплина што емитува површина)
- Опсег: 2–200 см
- Резолуција: 1 мм
- Типична стапка на освежување: 15 Hz PWM режим, 22 Hz сериски режим
- Барања за моќност: +3.3V DC до +5 VDC; 25 mA
- Работна температура: +14 до +140 °F (-10 до +60 °C)
- Ласерска безбедност на очите: блиску инфрацрвен ласерски производ од класа 1
- Поле на просветлување: 23° степени
- Поле на view: 55° степени
- Форма фактор: 3-пински машки заглавие со растојание од 0.1 инчи
- Димензии на PCB: 22 x 16 mm
Почеток
Поврзете ги пиновите на сензорот LaserPING на напојување, заземјување и влезно-излезниот пин на вашиот микроконтролер како што е прикажано на дијаграмот. Забележете дека дијаграмот го прикажува задниот дел на сензорот; насочете ја компонентата страна кон целниот објект. Сензорот LaserPING е поддржан од блокови BlocklyProp, библиотеки на Propeller C и прampле код за ОСНОВНИОТ Свamp и Arduino Uno. Тој е компатибилен со кола и код со апликации за PING))) Ултразвучен сензор за растојание (#28015). Побарајте линкови за преземања и упатства на страницата за производот на сензорот; пребарајте „28041“ наwww.parallax.com.
Протокол за комуникација
Сензорот емитува инфрацрвен (IR) ласерски пулс кој патува низ воздухот, се рефлектира од предметите и потоа отскокнува назад до сензорот. Модулот LaserPING прецизно мери колку време е потребно рефлектираниот ласерски пулс да се врати во сензорот и го претвора ова временско мерење во милиметри, со резолуција од 1 mm. Вашиот микроконтролер го бара модулот LaserPING за најновото мерење (кој се освежува на секои 40 ms) и потоа ја прима вредноста назад на истиот пин I/O, или како пулс со променлива ширина во режимот PWM или како ASCII знаци во сериски Мод.
PWM режим
Стандардниот режим на PWM е дизајниран да биде компатибилен со код со PING))) Код на ултразвучен сензор за растојание (#28015). Може да комуницира со 3.3 V или 5 V TTL или CMOS микроконтролери. PWM режимот користи двонасочен TTL импулсен интерфејс на единечен I/O пин (SIG). Пинот SIG ќе работи на ниско ниво, а и влезниот пулс и пулсот на ехо ќе бидат позитивни високи, на VIN voltage.
| Ширина на пулсот | Состојба |
| 115 до 290 µs | Намалена точност на мерењето |
| 290 µs до 12 ms | Мерење со најголема точност |
| 13 ms | Неважечко мерење - целта е премногу блиску или предалеку |
| 14 ms | Грешка во внатрешниот сензор |
| 15 ms | Истекување на интерниот сензор |
Ширината на пулсот е пропорционална на растојанието и не се менува значително со температурата, притисокот или влажноста на околината.
За да ја претворите ширината на пулсот од време, во μs, во mm, користете ја следнава равенка: Растојание (mm) = Ширина на пулсот (ms) × 171.5 За да ја претворите ширината на пулсот од време, во μs, во инчи, користете ја следнава равенка: Растојание (инчи) = Ширина на пулсот (ms) × 6.752
Режим на сериски податоци
Режимот на сериски податоци работи на 9600 бауд со двонасочен TTL интерфејс на еден I/O пин (SIG) и може да комуницира со 3.3 V или 5 V TTL или CMOS микроконтролери. Пинот SIG ќе работи високо во овој режим, на VIN voltagд. За да се префрлите од стандардниот режим PWM во сериски режим, придвижете го пинот SIG на ниско ниво, а потоа испратете три високи импулси од 100 µs со 5 µs, или подолги, ниски празнини меѓу нив. Ова може да се направи со пренесување на буквата „Јас“.
Совет: За употреба со микроконтролери кои не поддржуваат двонасочна серија, модулот LaserPING може да се конфигурира да се буди во сериски режим. Во овој случај, потребен е само еден сериски-rx влез кај вашиот микроконтролер! Погледнете во делот „Овозможување серија при стартување“ подолу.
Во серискиот режим, LaserPING постојано ќе испраќа нови мерни податоци во ASCII формат. Вредноста ќе биде во милиметри, а потоа следи знакот за враќање на превозот (децимална 13). Ќе се пренесува нова вредност секој пат кога сензорот ќе добие валидно читање, обично еднаш на секои 45 ms.
| Сериска вредност | Состојба |
| 50 до 2000 | Мерење со најголема точност во милиметри |
| 1 до 49 |
Намалена точност на мерење во милиметри |
| 2001 до 2046 | |
| 2047 | Откриена е рефлексија над 2046 милиметри |
|
0 или 2222 |
Неважечко мерење
(Без рефлексија; целта е премногу блиску, предалеку или премногу темна) |
| 9998 | Грешка во внатрешниот сензор |
| 9999 | Истекување на интерниот сензор |
За да го прекинете серискиот режим и да се вратите на стандардниот PWM режим:
- Ставете ја пинот SIG на ниско ниво и држете го ниско 100 ms
- Ослободете го SIG пинот (обично поставете го вашиот I/O пин што е поврзан со SIG назад во режим на влез со висока импеданса)
- LaserPING сега ќе биде во режим PWM
Овозможување серија при стартување
2 SMT подлошки означени со DBG и SCK може да се скратат заедно за да се промени стандардниот режим на податоци, овозможувајќи сериски режим при стартување. Модулот LaserPING го проверува статусот на пиновите DBG/SCK при вклучувањето.
- Отворени DBG и SCK = Стандардно во режим PWM (фабрички стандарден режим)
- DBG и SCK се скратени заедно = Стандардно во режим на сериски податоци
За да ги скратите двата пина, отпорник 0402 < 4 k-ohm, врска со нула оми или точка за лемење може да се залемени преку влошките. Видете ги Описите на подлогата за тестирање SMT подолу за детали за овие влошки. Во серискиот режим при стартување, на сензорот му требаат околу 100 ms за да се иницијализира, по што LaserPING автоматски ќе започне да испраќа сериски ASCII вредности на 9600 бауд до пинот SIG. Податоците ќе пристигнуваат во континуиран CR (децимални 13) завршен сериски тек на ASCII, при што секое ново читање пристигнува приближно на секои 45 ms. Овој интервал од 45 ms ќе се разликува малку, бидејќи според измереното растојание, времето потребно за сензорот да ги открие, брои и обработи податоците исто така малку ќе се разликува.
Максимално растојание и прецизност на опсегот
Табелата подолу ги прикажува спецификациите за прецизност на опсегот на уредот, со податоци добиени со уредот што работи на собна температура и без капак стакло на уредот. Уредот може да работи надвор од овие опсези со намалена точност.
| Целна рефлексија што го покрива целото поле на View (FoV) | Точност на опсегот | ||
| 50 до 100 мм | 100 до 1500 мм | 1500 до 2000 мм | |
| Бела цел (90%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 7% |
| Сива цел (18%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 10% |
Поле на View (FoV) и поле на осветлување (FoI)
Елементите на емитер и приемник на ласерскиот сензор формираат форма на конус. Осветленото поле на емитер (FoI) е 23°, а видното поле на приемникот (FoV) е 55°. Сензорот LaserPING ќе ги почувствува само објектите во рамките на FoI, но може да има намалена чувствителност кога светлите објекти се во рамките на FoV. Читањата исто така може да бидат неточни кога огледалните површини во рамките на FoI распрснуваат светлина на други објекти во рамките на FoI или FoV.
При мерење на долги растојанија, сензорот треба да биде доволно далеку од сите околни подови, ѕидови или тавани за да се осигура дека тие нема да станат ненамерна цел, во рамките на FoI. На 200 cm од модулот LaserPING, FoI е диск со дијаметар од 81.4 cm. Висината над површината може да влијае на практичниот опсег на сензори, бидејќи некои површини ќе се рефлектираат наместо да се отклонуваат:
Пин Описи
| Пин | Тип | Функција |
| ГНД | Земјата | Заедничка основа (напојување 0 V) |
| VIN | Моќ | Модулот ќе работи помеѓу 3.3V до 5V DC. VIN волtage исто така го поставува логичкото-високо ниво voltage за иглата SIG. |
| СИГ | I/O* | PWM или сериски влез/излез на податоци |
* Кога е во режим PWM, пинот SIG работи како отворен колекторски влез, со отпорник за спуштање од 55 k-ohm, освен за импулсите на одговор, кои се придвижуваат до VIN. Кога е во сериски режим, иглата SIG работи како излез за притискање.
Не е поддржан пристапот на крајниот корисник до подлошките за тестирање, освен менувањето на стандардниот режим при стартување од PWM на Сериски.
| Подлога | Тип | Функција |
| ДГГ | Отворен колектор | Копроцесорски програмски пин (PC1) |
| SCK | Отворен колектор | Копроцесорски програмски пин (PB5) |
| SCL | Отворен колектор | Ласерски сензор I2C часовник со 3.9K повлекување до 3V |
| РЕСЕТИРАЈ | Отворен колектор | Копроцесорски програмски пин (PC6) |
| СДА | Отворен колектор | Ласерски сензор I2C сериски податоци со 3.9K повлекување до 3V |
| МОСИ | Отворен колектор | Копроцесорски програмски пин (PB3) |
| INTD | Push Pull (активно ниско) | Прекин на подготвеност за податоци со ласерски сензор
Нормално логично високо, овој пин е ниско кога е достапна нова вредност и се враќа на високо откако ќе се прочита вредноста. |
| МИСО | Отворен колектор | Копроцесорски програмски пин (PB4) |
Водич за избор на капак стакло
Модулот LaserPING има отвор за монтирање позициониран за да го поедностави поставувањето на опционално капак стакло. Ова може да се користи за заштита на сензорот во одредени апликации или за експериментирање со влијанието на различни материјали кои делуваат како филтри на инфрацрвената ласерска светлина. За да се добијат најдобри перформанси, треба да се земат предвид следните правила за капакот на стаклото:
- Материјал: PMMA, акрилик
- Спектрална пропустливост: T< 5% за λ< 770 nm, T> 90% за λ > 820 nm
- Воздушен јаз: 100 µm
- Дебелина: < 1мм (колку потенко, толку подобро)
- Димензии: поголем од 6 x 8 mm
Димензии на ПХБ
Историја на ревизии
Верзија 1.0: оригинално издание. Преземено од Arrow.com.
Документи / ресурси
 |
PARALLAX INC 28041 LaserPING Rangefinder Module [pdf] Упатство за корисникот 28041, LaserPING Rangefinder Module, 28041 LaserPING Rangefinder Module, Rangefinder Module, Module |
