На нашем роботе установлены три датчика линии (TCRT5000) расположенные на нижней плате робота.
Элементы платы
Контакты подключения 3-проводного шлейфа
Датчик подключается к управляющей электронике по трём проводам. Назначение контактов 3-проводного шлейфа:
Питание (V) — красный провод. На него должно подаваться напряжение 5 В (или 3,3 В).
Земля (G) — чёрный провод. Должен быть соединён с землёй микроконтроллера.
Сигнальный (S) — жёлтый провод. Подключается к цифровому входу микроконтроллера. Через него датчик передает микроконтроллеру бинарное значение, ноль или единицу.
Оптопара TCRT5000
Оптопара TCRT5000 — это собранные в одном корпусе светоиод (синий на рисунке) и фототранзистор n-p-n типа (чёрный на рисунке). Светодиод излучает в инфракрасном диапазоне на длине волны 950 нм. Свет отражается от поверхности и попадает на фототранзистор.
Когда датчик находится над светлой поверхностью, которая лучше отражает, сопротивление фототранзистора уменьшается, и уменьшается выходное напряжение. Когда поверхность тёмная и отражает мало света, увеличивается сопротивление фототранзистора, и растет выходное напряжение.
Нужно иметь ввиду, что показания датчика также зависят от расстояния до поверхности. Когда датчик слишком низко, перегородка между диодом и фототранзистором оптопары мешает транзистору принимать отраженный свет. Когда датчик слишком высоко, отраженный свет рассеивается и не доходит до датчика. В обоих случаях датчик выдаст 0.
Инвертор
В схеме цифрового датчика есть инвертирующий триггер Шмитта. Поэтому когда напряжение на фототранзисторе низкое, на выходе датчика единица, когда высокое — ноль. Это значит, что светлая поверхность (или пустота) соответствует 1, тёмная — 0.
Переменный резистор
Переменный резистор позволяет настраивать датчик линии на различные оттенки серого. Если повернуть ручку резистора до упора против часовой стрелки (максимальное сопротивление), то датчик будет выдавать логический ноль над поверхностью светлого оттенка серого. Если повернуть ручку до упора по часовой стрелке (минимальное сопротивление) то датчик будет реагировать только на самые тёмные оттенки. Варьируя сопротивление, вы можете настроить датчик на нужный вам оттенок.
Сигнальный светодиод
Сигнальный светодиод загорается, когда датчик находится над светлой (по его мнению) поверхностью. Наличие диода позволяет более точно откалибровать датчик. Оттенок серого, над которым он загорается в зависимости от настройки можно считать реперной точкой.
Планируемые действия на роботе
- Подключение двух датчиков линии спланируем перевести с аналоговых портов на цифровые 11 и 12 соответственно (см схему подключений устройств)
- Ручная настройка датчика по срабатыванию светодиода
- Разработка алгоритма управления моторами при движении робота