HC -SR04 VS VL53L0X - Test 1 - Bruk for robotbilapplikasjoner: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Denne instruksen foreslår en enkel (men så vitenskapelig som mulig) eksperimentell prosess for å sammenligne omtrent effektiviteten til to mest vanlige avstandssensorer, som har en helt annen fysisk funksjon. HC-SR04 bruker ultralyd, betyr lyd (mekaniske) bølger og VL53L0X bruker infrarøde radiobølger, som er elektromagnetisk veldig nær (i frekvens) til optisk spektrum.

Hva er den praktiske virkningen av en slik grunnforskjell?

Hvordan kan vi konkludere med hvilken sensor som passer best til våre behov?

Eksperimenter som skal gjøres:

1. Avstandsmålinger nøyaktighets sammenligning. Samme mål, plan for mål vertikal til avstand.
2. Mål sammenligning av materialfølsomhet. Samme avstand, plan for mål vertikal til avstand.
3. Målplanets vinkel mot avstandssammenligningslinjen. Samme mål og avstand.

Selvfølgelig er det mye mer å gjøre, men med disse eksperimentene kan noen ta et interessant innblikk i sensorevaluering.

På det siste trinnet gis koden for arduino -kretsen som gjør evalueringen mulig.

Trinn 1: Materialer og utstyr

1. trepinne 2cmX2cmX30cm, som fungerer som en base

2. pinne 60 cm lang 3 mm tykk kutt i to like deler

   pinnene må settes fast og vertikalt i pinnen 27 cm fra hverandre (denne avstanden er egentlig ikke viktig, men er relatert til kretsdimensjonene våre!)

3. fire forskjellige typer hindringer på størrelse med et typisk foto 15cmX10cm

   1. hardt papir
   2. hardt papir - rødlig
   3. plexiglass
   4. hardt papir dekket med aluminiumsfolie
4. for innehaverne av hindringene laget jeg to rør av gamle blyanter som kan rotere rundt tappene

for arduino -kretsen:

1. arduino UNO
2. brødbrett
3. hoppekabler
4. en ultralydsensor HC-SR04
5. en VL53L0X infrarød LASER -sensor

Trinn 2: Litt informasjon om sensorene …

Ultralydavstandssensor HC-SR04

Gammel klassikere innen økonomirobotikk, veldig billig, men dødelig følsom i tilfelle feil forbindelse. Jeg vil si (selv om det er irrelevant for målet med disse instruktørene) ikke ecoomic for energifaktoren!

Infrarød laseravstandssensor VLX53L0X

Bruker elektromagnetiske bølger i stedet for mekaniske lydbølger. I planen jeg leverer det en feil tilkobling som betyr at i henhold til databladet (og min erfaring!) Bør kobles til 3,3V i stedet for 5V i diagrammet.

For begge sensorene leverer jeg datablad.

Trinn 3: Apparatet påvirker eksperimentet

Før vi begynner eksperimentene, må vi sjekke hvilken innflytelse vårt "apparat" har på resultatene våre. For å gjøre dette, prøver vi noen målinger uten våre eksperimentelle mål. Så etter å ha forlatt tappene alene, prøver vi å "se" dem med sensorene våre. I henhold til våre målinger på 18cm og i 30cm avstand til tappene, gir sensorene irrelevant resultater. Så det ser ikke ut til at de spiller noen rolle for våre kommende eksperimenter.

Trinn 4: Sammenligning av avstandenøyaktighet

Vi merker at i tilfelle av avstander mindre enn 40 cm eller så, er nøyaktigheten til infrarød bedre, i stedet for de lengre avstandene der ultralyd ser ut til å fungere bedre.

Trinn 5: Materialavhengig nøyaktighet

For det eksperimentet brukte jeg forskjellige fargede hardpapirmål uten forskjell i resultatene (for begge sensorene). Den store forskjellen, som forventet, var med det transparente plexiglassmålet og det klassiske målet for hardt papir. Plexiglasset syntes å være usynlig for infrarød, i stedet for ultralyd som det ikke var noen forskjell for. For å vise dette presenterer jeg bildene av eksperimentet sammen med de relaterte målingene. Hvor nøyaktigheten til den infrarøde sensoren dominerer konkurransen er i tilfelle av sterkt reflekterende overflate. Det er det harde papiret dekket med aluminiumsfolie.

Trinn 6: Vinkelrelatert avstandsnøyaktighetssammenligning

I henhold til mine målinger er det en mye mer sterkere avhengighet av nøyaktigheten på vinkelen i tilfelle av ultralydssensoren, i stedet for den infrarøde sensoren. Unøyaktigheten til ultralydssensoren øker mye mer med økningen av vinkelen.

Trinn 7: Arduino -kode for evaluering

Koden er så enkel som mulig. Målet er å vise målingene fra begge sensorene samtidig på datamaskinskjermen, så de er enkle å sammenligne.

Ha det gøy!