PARALLAX INC 28041 LaserPING Rangefinder Module
Ang LaserPING 2m Rangefinder ay nagbibigay ng madaling paraan ng pagsukat ng distansya. Ang near-infrared, time-of-flight (TOF) sensor na ito ay perpekto para sa pagkuha ng mga sukat sa pagitan ng gumagalaw o nakatigil na mga bagay. Ang isang solong I/O pin ay ginagamit upang parehong i-query ang LaserPING sensor para sa pinakabagong pagsukat ng distansya nito, at para basahin ang tugon. Ang LaserPING 2m Rangefinder ay maaaring gamitin sa halos anumang microcontroller, gamit ang PWM mode o opsyonal na serial mode nito. Ito ay idinisenyo upang maging circuit- at code-compatible sa PING))) Ultrasonic Distance Sensor, na ginagawang adaptable ang mga application kung saan kailangang isaalang-alang ang iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran. Ang mga sukat ay maaaring gawin sa pamamagitan ng isang acrylic window upang maprotektahan ang sensor.
Tinitiyak ng built-in na co-processor ng sensor ang mga tamang antas ng lohika. Ang mga koneksyon sa I/O nito ay gumagana sa parehong voltage ibinibigay sa VIN pin, para sa compatibility sa 3.3V at 5V microcontrollers.
Mga tampok
- Pagsusukat ng di-contact na distansya na may saklaw na 2 –200 cm
- Paunang na-calibrate ng pabrika para sa katumpakan na may resolution na 1 mm
- Eye-safe invisible near-infrared (IR) illumination gamit ang class 1 laser emitter
- Reverse polarity protection kung ang VIN at GND ay hindi sinasadyang napalitan
- Ang onboard na microprocessor ay humahawak ng kumplikadong sensor code
- Tugma sa 3.3V at 5V microcontrollers
- Breadboard-friendly 3-pin SIP form-factor na may mounting hole
Mga Ideya sa Paglalapat
- Pag-aaral ng pisika
- Mga sistema ng seguridad
- Mga interactive na animated na eksibit
- Robotics navigation at parking assistant system
- Mga interactive na application gaya ng hand detection at 1D gesture recognition
- Volume o height detection sa mga process control system
Mga Pangunahing Detalye
- Laser: 850 nm VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)
- Saklaw: 2–200 cm
- Resolusyon: 1 mm
- Karaniwang rate ng pag-refresh: 15 Hz PWM mode, 22 Hz serial mode
- Mga kinakailangan sa kapangyarihan: +3.3V DC hanggang +5 VDC; 25 mA
- Temperatura ng pagpapatakbo: +14 hanggang +140 °F (-10 hanggang +60 °C)
- Kaligtasan ng mata ng laser: malapit-infrared na Class 1 na produkto ng laser
- Larangan ng pag-iilaw: 23° degrees
- Larangan ng view: 55° degrees
- Form factor: 3-pin na male header na may 0.1″ spacing
- Mga sukat ng PCB: 22 x 16 mm
Pagsisimula
Ikonekta ang mga pin ng LaserPING sensor sa power, ground, at I/O pin ng iyong microcontroller gaya ng ipinapakita sa diagram. Tandaan na ang diagram ay nagpapakita sa likod ng sensor; ituro ang bahagi ng bahagi patungo sa iyong target na bagay. Ang LaserPING sensor ay sinusuportahan ng BlocklyProp blocks, Propeller C library, at example code para sa BASIC Stamp at Arduino Uno. Ito ay circuit- at code-compatible sa mga application para sa PING))) Ultrasonic Distance Sensor (#28015). Maghanap ng mga download at link ng tutorial sa page ng produkto ng sensor; hanapin ang "28041" sawww.parallax.com.
Protokol ng Komunikasyon
Ang sensor ay naglalabas ng infrared (IR) laser pulse na naglalakbay sa hangin, sumasalamin sa mga bagay at pagkatapos ay bumabalik sa sensor. Tumpak na sinusukat ng LaserPING module kung gaano katagal bago bumalik sa sensor ang masasalamin na pulso ng laser, at ginagawang millimeters ang pagsukat sa oras na ito, na may 1 mm na resolution. Ang iyong microcontroller ay nagtatanong sa LaserPING module para sa pinakabagong pagsukat (na nire-refresh halos bawat 40 ms) at pagkatapos ay natatanggap ang halaga pabalik sa parehong I/O pin, bilang isang variable-width pulse sa PWM mode, o bilang mga ASCII na character sa serial mode.
PWM Mode
Ang PWM default mode ay idinisenyo upang maging code-compatible sa PING))) Ultrasonic Distance Sensor (#28015) code. Maaari itong makipag-usap sa 3.3 V o 5 V TTL o CMOS microcontrollers. Gumagamit ang PWM Mode ng bidirectional TTL pulse interface sa isang I/O pin (SIG). Magiging mababa ang SIG pin, at ang input pulse at echo pulse ay magiging positibong mataas, sa VIN voltage.
| Lapad ng pulso | Kundisyon |
| 115 hanggang 290 µs | Nabawasan ang katumpakan ng pagsukat |
| 290 µs hanggang 12 ms | Pinakamataas na sukat ng katumpakan |
| 13 ms | Di-wastong pagsukat — masyadong malapit o masyadong malayo ang target |
| 14 ms | Error sa panloob na sensor |
| 15 ms | Panloob na sensor timeout |
Ang lapad ng pulso ay proporsyonal sa distansya, at hindi gaanong nagbabago sa temperatura, presyon, o halumigmig sa paligid.
Upang i-convert ang lapad ng pulso mula sa oras, sa μs, sa mm, gamitin ang sumusunod na equation: Distance (mm) = Pulse Width (ms) × 171.5 Upang i-convert ang pulse width mula sa oras, sa μs, sa pulgada, gamitin ang sumusunod na equation: Distansya (pulgada) = Pulse Lapad (ms) × 6.752
Serial Data Mode
Gumagana ang serial data mode sa 9600 baud na may bidirectional TTL interface sa isang I/O pin (SIG), at maaaring makipag-ugnayan sa 3.3 V o 5 V TTL o CMOS microcontrollers. Ang SIG pin ay idle nang mataas sa mode na ito, sa VIN voltage. Upang lumipat mula sa default na PWM mode patungo sa serial mode, i-drive nang mababa ang SIG pin, pagkatapos ay magpadala ng tatlong matataas na 100 µs na pulso na may 5 µs, o mas matagal, mababa ang pagitan. Magagawa ito sa pamamagitan ng pagpapadala ng isang malaking karakter na 'I'.
Tip: Para sa paggamit sa mga microcontroller na hindi sumusuporta sa bidirectional serial, ang LaserPING module ay maaaring i-configure upang magising sa serial mode. Sa kasong ito, isang solong serial-rx input lamang ang kinakailangan sa iyong microcontroller! Sumangguni sa seksyong "Pagpapagana ng Serial sa Start-up" sa ibaba.
Sa Serial mode, patuloy na magpapadala ang LaserPING ng bagong data ng pagsukat sa format na ASCII. Ang halaga ay nasa millimeters, at susundan ng carriage return character (decimal 13). Isang bagong value ang ipapadala sa tuwing makakatanggap ang sensor ng wastong pagbabasa, karaniwang isang beses bawat 45 ms.
| Serial na Halaga | Kundisyon |
| 50 hanggang 2000 | Pinakamataas na katumpakan ng pagsukat sa millimeters |
| 1 hanggang 49 |
Nabawasan ang katumpakan ng pagsukat sa millimeters |
| 2001 hanggang 2046 | |
| 2047 | Natukoy ang pagmuni-muni na lampas sa 2046 millimeters |
|
0 o 2222 |
Di-wastong pagsukat
(Walang pagmuni-muni; masyadong malapit, masyadong malayo, o masyadong madilim) |
| 9998 | Error sa panloob na sensor |
| 9999 | Panloob na sensor timeout |
Upang ihinto ang serial mode at bumalik sa default na PWM mode:
- Igiit ang SIG pin na mababa, at humawak nang mahina sa loob ng 100 ms
- Bitawan ang SIG pin (karaniwang itakda ang iyong I/O pin na nakakonekta sa SIG pabalik sa high-impedance input mode)
- Ang LaserPING ay nasa PWM mode na ngayon
Paganahin ang Serial sa Start-up
Maaaring paikliin ang 2 SMT pad na may markang DBG at SCK upang baguhin ang default na mode ng data, na nagpapagana ng serial mode sa pagsisimula. Sinusuri ng LaserPING module ang status ng mga DBG/SCK pin sa power-up.
- Bukas ang DBG at SCK = Default sa PWM mode (factory default mode)
- DBG at SCK shorted magkasama = Default sa Serial Data Mode
Upang maikli ang dalawang pin, ang isang 0402 resistor < 4 k-ohm, isang zero ohm link, o isang solder blob ay maaaring mag-solder sa mga pad. Tingnan ang Mga Paglalarawan ng SMT Test Pad sa ibaba para sa mga detalye sa mga pad na ito. Sa serial mode sa pagsisimula, ang sensor ay tumatagal ng humigit-kumulang 100 ms upang masimulan, pagkatapos nito ang LaserPING ay awtomatikong magsisimulang magpadala ng mga serial na halaga ng ASCII sa 9600 baud sa SIG pin. Darating ang data sa isang tuluy-tuloy na CR (decimal 13) na winakasan ng serial stream ng ASCII, na ang bawat bagong pagbabasa ay dumarating humigit-kumulang bawat 45 ms. Ang 45 ms interval na ito ay bahagyang mag-iiba, dahil ayon sa distansya na sinusukat, ang oras na kinakailangan para sa sensor upang matukoy, mabilang at maproseso ang data ay bahagyang mag-iiba.
Maximum Ranging Distansya at Ranging Accuracy
Ipinapakita ng talahanayan sa ibaba ang sumasaklaw na katumpakan na mga detalye ng device, na may data na nakuha sa device na gumagana sa temperatura ng kwarto at walang cover glass sa device. Ang aparato ay maaaring gumana sa labas ng mga saklaw na ito sa mas mababang katumpakan.
| Target Reflectance Sumasaklaw sa Buong Larangan ng View (FoV) | Saktong Kawastuhan | ||
| 50 hanggang 100 mm | 100 hanggang 1500 mm | 1500 hanggang 2000 mm | |
| White Target (90%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 7% |
| Gray na Target (18%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 10% |
Larangan ng View (FoV) at Field of Illumination (FoI)
Ang mga elemento ng emitter at receiver ng laser sensor ay bumubuo ng isang hugis ng kono. Ang emitter field of illumination (FoI) ay 23°, at ang receiver field of vision (FoV) ay 55°. Madarama lang ng LaserPING sensor ang mga bagay sa loob ng FoI, ngunit maaaring nabawasan ang sensitivity kapag nasa loob ng FoV ang mga maliliwanag na bagay. Ang mga pagbabasa ay maaari ding hindi tumpak kapag ang mga nakasalaming na ibabaw sa loob ng FoI ay nagkakalat ng ilaw sa iba pang mga bagay sa loob ng FoI o FoV.
Kapag nagsusukat ng mga malalayong distansya, ang sensor ay dapat na sapat na malayo sa anumang nakapalibot na sahig, dingding o kisame upang matiyak na hindi sila maging isang hindi sinasadyang target, sa loob ng FoI. Sa 200 cm mula sa LaserPING module, ang FoI ay isang 81.4 cm diameter disk. Maaaring makaapekto ang elevation sa ibabaw ng isang praktikal na sensing range, dahil ang ilang surface ay magpapakita sa halip na lumihis:
Mga Paglalarawan ng Pin
| Pin | Uri | Function |
| GND | Lupa | Common Ground (0 V supply) |
| VIN | kapangyarihan | Ang module ay gagana sa pagitan ng 3.3V hanggang 5V DC. Ang VIN voltagitinatakda din ni e ang logic-high level voltage para sa SIG pin. |
| SIG | I/O* | PWM o Serial na data input / output |
* Kapag nasa PWM mode, ang SIG pin ay gumagana bilang isang open collector input, na may 55 k-ohm pull-down resistor, maliban sa mga response pulse, na itinutulak sa VIN. Kapag nasa serial mode, gumagana ang SIG pin bilang push-pull output.
Ang access ng end-user sa mga test pad, lampas sa pagpapalit ng default na mode sa pagsisimula mula sa PWM patungong Serial, ay hindi suportado.
| Pad | Uri | Function |
| DBG | Bukas na kolektor | Coprocessor programming pin (PC1) |
| SCK | Bukas na kolektor | Coprocessor programming pin (PB5) |
| SCL | Bukas na kolektor | Laser sensor I2C clock na may 3.9K pull-up hanggang 3V |
| I-RESET | Bukas na kolektor | Coprocessor programming pin (PC6) |
| SDA | Bukas na kolektor | Laser sensor I2C serial data na may 3.9K pull-up hanggang 3V |
| DAWDLE | Bukas na kolektor | Coprocessor programming pin (PB3) |
| INTD | Push Pull (aktibong mababa) | Handa nang Interrupt ang Data ng Laser sensor
Karaniwang mataas ang logic, mababa ang pag-drive ng pin na ito kapag may available na bagong value, at bumabalik sa mataas kapag nabasa na ang value. |
| MISO | Bukas na kolektor | Coprocessor programming pin (PB4) |
Gabay sa Pagpili ng Cover Glass
Ang LaserPING module ay may mounting hole na nakaposisyon para pasimplehin ang paglalagay ng opsyonal na cover glass. Ito ay maaaring gamitin upang protektahan ang sensor sa ilang partikular na aplikasyon, o para mag-eksperimento sa epekto ng iba't ibang materyales na kumikilos bilang mga filter sa infrared laser light. Upang makuha ang pinakamahusay na pagganap, ang mga sumusunod na patakaran ay dapat isaalang-alang para sa takip na salamin:
- materyal: PMMA, Acrylic
- Spectral transmittance: T< 5% para sa λ< 770 nm, T> 90% para sa λ > 820 nm
- agwat ng hangin: 100 µm
- kapal: < 1mm (mas payat, mas maganda)
- Mga sukat: mas malaki sa 6 x 8 mm
Mga Sukat ng PCB
Kasaysayan ng Pagbabago
Bersyon 1.0: orihinal na release. Na-download mula sa Arrow.com.
Mga Dokumento / Mga Mapagkukunan
 |
PARALLAX INC 28041 LaserPING Rangefinder Module [pdf] Gabay sa Gumagamit 28041, LaserPING Rangefinder Module, 28041 LaserPING Rangefinder Module, Rangefinder Module, Module |
