PARALLAX INC 28041 LaserPING modul daljinomera
LaserPING 2m Rangefinder zagotavlja enostavno metodo merjenja razdalje. Ta skoraj infrardeči senzor časa leta (TOF) je idealen za meritve med premikajočimi se ali mirujočimi predmeti. En sam V/I zatič se uporablja tako za poizvedbo senzorja LaserPING glede zadnje meritve razdalje kot za branje odgovora. Daljinomer LaserPING 2m je mogoče uporabljati s skoraj vsakim mikrokrmilnikom z uporabo načina PWM ali izbirnega serijskega načina. Zasnovan je tako, da je združljiv z vezjem in kodo z ultrazvočnim senzorjem razdalje PING))), zaradi česar so aplikacije prilagodljive, kjer je treba upoštevati različne okoljske pogoje. Meritve je mogoče izvajati celo skozi akrilno okence za zaščito senzorja.
Koprocesor, vgrajen v senzor, zagotavlja prave logične ravni. Njegove V/I povezave delujejo pri isti voltage, dobavljen na zatič VIN, za združljivost z mikrokrmilniki 3.3 V in 5 V.
Lastnosti
- Brezkontaktno merjenje razdalje z razponom 2–200 cm
- Tovarniško predhodno umerjen za natančnost z ločljivostjo 1 mm
- Za oči varna nevidna bližnja infrardeča (IR) osvetlitev z uporabo laserskega oddajnika razreda 1
- Zaščita pred obratno polariteto, če sta VIN in GND pomotoma zamenjana
- Vgrajeni mikroprocesor upravlja s kompleksno kodo senzorja
- Združljiv z mikrokontrolerji 3.3 V in 5 V
- 3-polna oblika SIP z namestitveno luknjo, primerna za nastavitev
Ideje za uporabo
- Študij fizike
- Varnostni sistemi
- Interaktivne animirane razstave
- Robotski sistemi za navigacijo in pomoč pri parkiranju
- Interaktivne aplikacije, kot sta zaznavanje rok in 1D prepoznavanje kretenj
- Zaznavanje volumna ali višine v sistemih za vodenje procesov
Ključne specifikacije
- Laser: 850 nm VCSEL (laser, ki oddaja površino z navpično votlino)
- Razpon: 2–200 cm
- Resolucija: 1 mm
- Tipična hitrost osveževanja: 15 Hz način PWM, 22 Hz serijski način
- Zahteve po moči: +3.3 V DC do +5 VDC; 25 mA
- Delovna temperatura: +14 do +140 °F (-10 do +60 °C)
- Laserska varnost oči: laserski izdelek razreda 1 za bližnjo infrardečo svetlobo
- Polje osvetlitve: 23° stopinj
- Polje od view: 55° stopinj
- Faktor oblike: 3-pinska moška glava z razmikom 0.1″
- Dimenzije tiskanega vezja: 22 x 16 mm
Kako začeti
Priključite zatiče senzorja LaserPING na napajanje, ozemljitev in V/I zatič vašega mikrokrmilnika, kot je prikazano na diagramu. Upoštevajte, da diagram prikazuje zadnjo stran senzorja; stran komponente usmerite proti ciljnemu predmetu. Senzor LaserPING podpirajo bloki BlocklyProp, knjižnice Propeller C in example koda za BASIC Stamp in Arduino Uno. Je združljiv z vezjem in kodo z aplikacijami za ultrazvočni senzor razdalje PING))) (#28015). Poiščite povezave za prenose in vadnice na strani izdelka senzorja; poiščite »28041« na www.parallax.com.
Komunikacijski protokol
Senzor oddaja infrardeči (IR) laserski impulz, ki potuje po zraku, se odbija od predmetov in se nato odbije nazaj na senzor. Modul LaserPING natančno meri, koliko časa traja, da se odbiti laserski impulz vrne na senzor, in pretvori ta čas v milimetre z ločljivostjo 1 mm. Vaš mikrokrmilnik povpraša modul LaserPING za najnovejšo meritev (ki se osveži približno vsakih 40 ms) in nato prejme vrednost nazaj na isti I/O pin, bodisi kot impulz spremenljive širine v načinu PWM ali kot znake ASCII v serijskem način.
Način PWM
Privzeti način PWM je zasnovan tako, da je združljiv s kodo PING))) Ultrazvočni senzor razdalje (#28015). Komunicira lahko s 3.3 V ali 5 V TTL ali CMOS mikrokontrolerji. Način PWM uporablja dvosmerni impulzni vmesnik TTL na enem I/O pinu (SIG). Nožica SIG bo nizka v prostem teku, tako vhodni impulz kot impulz odmeva bosta pozitivno visoka pri volumnu VINtage.
| Širina impulza | Pogoj |
| 115 do 290 µs | Zmanjšana natančnost merjenja |
| 290 µs do 12 ms | Najvišja natančnost merjenja |
| 13 ms | Neveljavna meritev — cilj je preblizu ali predaleč |
| 14 ms | Notranja napaka senzorja |
| 15 ms | Časovna omejitev notranjega senzorja |
Širina impulza je sorazmerna z razdaljo in se bistveno ne spreminja s temperaturo, tlakom ali vlažnostjo okolice.
Za pretvorbo širine impulza iz časa v μs v mm uporabite naslednjo enačbo: Razdalja (mm) = širina impulza (ms) × 171.5 Za pretvorbo širine impulza iz časa v μs v inče uporabite naslednjo enačbo: Razdalja (palci) = širina impulza (ms) × 6.752
Serijski podatkovni način
Serijski podatkovni način deluje pri 9600 baudu z dvosmernim vmesnikom TTL na enem I/O pinu (SIG) in lahko komunicira s 3.3 V ali 5 V TTL ali CMOS mikrokrmilniki. Pin SIG bo v tem načinu v prostem teku visoko, pri VIN voltage. Če želite preklopiti iz privzetega načina PWM v serijski način, potisnite pin SIG nizko, nato pošljite tri visoke impulze 100 µs s 5 µs ali daljšimi nizkimi vrzelmi med njimi. To lahko storite s prenosom velike črke 'I'.
Nasvet: Za uporabo z mikrokrmilniki, ki ne podpirajo dvosmerne serijske povezave, je modul LaserPING mogoče konfigurirati za prebujanje v serijskem načinu. V tem primeru je na vašem mikrokrmilniku potreben samo en vhod serial-rx! Glejte spodnji razdelek »Omogočanje serijskega vmesnika ob zagonu«.
V serijskem načinu bo LaserPING nenehno pošiljal nove merilne podatke v formatu ASCII. Vrednost bo v milimetrih, sledi pa ji znak za vrnitev na začetek (decimalno 13). Nova vrednost bo poslana vsakič, ko senzor prejme veljaven odčitek, običajno vsakih 45 ms.
| Serijska vrednost | Pogoj |
| 50 do 2000 | Najvišja natančnost meritev v milimetrih |
| 1 do 49 |
Zmanjšana natančnost merjenja v milimetrih |
| 2001 do 2046 | |
| 2047 | Zaznan odsev nad 2046 milimetrov |
|
0 ali 2222 |
Neveljavna meritev
(Brez odseva; tarča je preblizu, predaleč ali pretemna) |
| 9998 | Notranja napaka senzorja |
| 9999 | Časovna omejitev notranjega senzorja |
Za zaustavitev serijskega načina in vrnitev v privzeti način PWM:
- Postavite pin SIG nizko in ga držite nizko 100 ms
- Sprostite zatič SIG (običajno nastavite V/I zatič, ki je povezan s SIG, nazaj v vhodni način z visoko impedanco)
- LaserPING bo zdaj v načinu PWM
Omogočanje serijskega vmesnika ob zagonu
Dve ploščici SMT, označeni z DBG in SCK, je mogoče kratko povezati, da spremenite privzeti podatkovni način in omogočite serijski način ob zagonu. Modul LaserPING preveri status pinov DBG/SCK ob vklopu.
- DBG in SCK sta odprta = Privzeto na način PWM (tovarniško privzeti način)
- DBG in SCK sta v kratkem stiku = Privzeto na serijski podatkovni način
Če želite skrajšati dva zatiča, lahko čez blazinice prispajkate upor 0402 < 4 k-ohm, ničelno ohmsko povezavo ali spajkalno konico. Za podrobnosti o teh ploščicah si oglejte spodnje opise testnih ploščic SMT. V serijskem načinu ob zagonu potrebuje senzor približno 100 ms, da se inicializira, po tem pa bo LaserPING samodejno začel pošiljati serijske vrednosti ASCII pri 9600 baudu na pin SIG. Podatki bodo prispeli v neprekinjenem CR (decimalno 13) zaključenem serijskem toku ASCII, pri čemer bo vsako novo branje prispelo približno vsakih 45 ms. Ta interval 45 ms se bo nekoliko razlikoval, saj se bo glede na izmerjeno razdaljo nekoliko razlikoval tudi čas, potreben, da senzor zazna, prešteje in obdela podatke.
Največja razdalja dometa in natančnost dometa
Spodnja tabela prikazuje specifikacije natančnosti dometa naprave s podatki, pridobljenimi z napravo, ki deluje pri sobni temperaturi in brez pokrovnega stekla na napravi. Naprava lahko deluje zunaj teh razponov z zmanjšano natančnostjo.
| Ciljna odbojnost pokriva celotno polje View (FoV) | Natančnost dometa | ||
| 50 do 100 mm | 100 do 1500 mm | 1500 do 2000 mm | |
| Bela tarča (90 %) | +/- 15 % | +/- 7 % | +/- 7 % |
| Siva tarča (18 %) | +/- 15 % | +/- 7 % | +/- 10 % |
Polje od View (FoV) in polje osvetlitve (FoI)
Oddajni in sprejemni elementi laserskega senzorja tvorijo stožčasto obliko. Osvetlitveno polje oddajnika (FoI) je 23°, vidno polje sprejemnika (FoV) pa 55°. Senzor LaserPING bo zaznal le predmete znotraj FoI, vendar bo morda imel zmanjšano občutljivost, ko so svetli predmeti znotraj FoV. Odčitki so lahko tudi netočni, če zrcalne površine znotraj FoI razpršijo svetlobo na druge predmete znotraj FoI ali FoV.
Pri merjenju dolgih razdalj mora biti senzor dovolj oddaljen od okoliških tal, sten ali stropov, da zagotovi, da ne postanejo nenamerna tarča znotraj FoI. Na 200 cm od modula LaserPING je FoI disk s premerom 81.4 cm. Dvig nad površino lahko vpliva na doseg praktičnega zaznavanja, saj bodo nekatere površine odbijale in ne odbijale:
Opisi žebljičkov
| Pin | Vrsta | funkcija |
| GND | Tla | Skupna ozemljitev (napajanje 0 V) |
| VIN | Moč | Modul bo deloval med 3.3 V do 5 V DC. VIN voltage nastavi tudi logično visoko raven voltage za zatič SIG. |
| SIG | I/O* | PWM ali serijski vhod/izhod podatkov |
* Ko je v načinu PWM, zatič SIG deluje kot vhod z odprtim kolektorjem, s 55 k-ohmskim padajočim uporom, razen za odzivne impulze, ki so usmerjeni na VIN. Ko je v serijskem načinu, zatič SIG deluje kot potisni-vlečni izhod.
Dostop končnega uporabnika do testnih ploščic, razen spreminjanja privzetega načina ob zagonu iz PWM v Serial, ni podprt.
| Pad | Vrsta | funkcija |
| DBG | Odprti zbiralnik | Pin za programiranje koprocesorja (PC1) |
| SCK | Odprti zbiralnik | Pin za programiranje koprocesorja (PB5) |
| SCL | Odprti zbiralnik | Laserski senzor I2C ura s 3.9K dvigom na 3V |
| PONASTAVI | Odprti zbiralnik | Pin za programiranje koprocesorja (PC6) |
| SDA | Odprti zbiralnik | Serijski podatki laserskega senzorja I2C s 3.9K dvigom na 3V |
| DAWDLE | Odprti zbiralnik | Pin za programiranje koprocesorja (PB3) |
| INTD | Push Pull (aktivno nizko) | Laserski senzor Data Ready Interrupt
Običajno logično visoko, ta pin premakne nizko, ko je na voljo nova vrednost, in se vrne na visoko, ko je vrednost prebrana. |
| MISO | Odprti zbiralnik | Pin za programiranje koprocesorja (PB4) |
Vodnik za izbiro pokrovnega stekla
Modul LaserPING ima montažno luknjo, ki je nameščena tako, da poenostavi namestitev izbirnega pokrovnega stekla. To bi lahko uporabili za zaščito senzorja v določenih aplikacijah ali za eksperimentiranje z vplivom različnih materialov, ki delujejo kot filtri na infrardečo lasersko svetlobo. Za najboljšo učinkovitost je treba upoštevati naslednja pravila za pokrivno steklo:
- MaterialSestava: PMMA, akril
- Spektralna prepustnost: T < 5 % za λ < 770 nm, T > 90 % za λ > 820 nm
- Zračna reža: 100 µm
- Debelina: < 1 mm (tanjši, boljši je)
- Dimenzije: večji od 6 x 8 mm
Dimenzije PCB
Zgodovina revizij
Različica 1.0: izvirna izdaja. Preneseno iz Arrow.com.
Dokumenti / Viri
 |
PARALLAX INC 28041 LaserPING modul daljinomera [pdf] Uporabniški priročnik 28041, modul daljinomera LaserPING, modul daljinomera 28041 LaserPING, modul daljinomera, modul |
