#26. Подключение инфракрасного датчика препятствия YL-63 к Arduino.

Сегодня в Arduino Уроке рассмотрим принцип работы инфракрасного датчика препятствия, или как еще его называют, датчик обхода препятствия YL-63 (или FC-51). И научимся подключать датчик к Arduino и рассмотрим пример кода.

Инфракрасный датчик препятствия я YL-63 широко применяется в робототехнике, когда нужно определить препятствие, и объехать его. Поэтому его и называют, иногда, датчиком обхода препятствий. Кроме робототехники данный датчик можно использовать в других Arduino проектах, в которых необходимо определить препятствия. Я использовал данный датчик в следующих Arduino проектах:

• Автономный сенсорный дозатор для антисептика, жидкого мыла на Arduino. DIY
• Автоматический дозатор мыла и антисептика своими руками.

Данный датчик можно использовать и в других Arduino проектах для определения препятствия.

Технические параметры YL-63 (FC-51).

• Напряжение питания: 3.3 В - 5.5 В.
• Потребляемый ток: 10 мА.
• Цифровой выход: TTL (лог 1 или лог 0)
• Диаметр монтажного отверстия: 2.5 мм.
• Выходной ток: 15 мА.
• Габариты: 42мм. х 15мм. х 8мм.

Описание датчика препятствия YL-63 (FC-51).

Модуль содержит инфракрасный передатчик (ИК диод), излучающий свет в прямом направлении (~ 700 нм, этот свет не виден невооруженным глазом, его можно увидеть только камерой), и приемник (фотодиод), который измеряет отраженное ИК излучение.

Если отраженный свет достигает определенного порога, на выходе появляется положительный импульс.Так же,количество отраженного излучения зависит от цвета поверхности, от которой оно отражается. Если поверхность белая, то модуль сработает на максимальном расстоянии, если темная, или матовая, излучение не отразится, и модуль не сработает.

Основная микросхема ИК датчика препятствия - это компаратор LM393 (U1), который производит сравнение уровней напряжений на входах INB- и INB+. Чувствительность порога срабатывания задается с помощью потенциометра R2 и, в результате сравнений, на выходе OUTB микросхемой U1 формируется «LOW» или «HIGH». Принципиальная схема ИК модуля препятствия показана на рисунке ниже.

Оптический датчик YL-63 относится к классу диффузионных. Название группы датчиков возникло из-за, лежащего в основе работы, датчика отражения излучения по множествам направлений – диффузии излучения отражающей поверхностью. Работа устройства заключается определении освещенности фотоприемника. Поскольку YL-63 фиксирует отраженное излучение, то возникает погрешность измерения расстояния, вызванная различной отражающей способностью поверхностей объектов, изготовленных из разнообразных материалов.

Коэффициенты расстояния для отражения от различных материалов.

Различное отражение и поглощение излучения разных материалов используются для работы воспринимающего узла тахометра. Предположим, у нас есть двигатель Стирлинга. Требуется узнать количество оборотов в минуту вала двигателя. Нас выручит YL-63. Достаточно приклеить на маховик фрагмент белой бумаги, направить луч датчика на маховик и получим воспринимающий узел тахометра. Для снижения последствий различных помех, обрабатывающим микроконтроллером накапливаются данные, полученные от датчика за короткий промежуток времени, и производится усреднение. Датчик YL-63 может работать в приборах, не имеющих микроконтроллера.

Индикаторы на плате датчика YL-63.

На плате модуля расположены два индикатора. Свечение зеленого сообщает о включении питания.

Красный светодиод светится, если в зоне обнаружения находится объект. Цвет индикатора может быть другим. На фото ниже приведён датчик, у которого оба индикатора зеленого цвета.

Контакты YL-63.

Датчик препятствия YL-63 ( FC-51) имеет вилку разъема из трех контактов:

• VCC – питание,
• GND – общий провод,
• OUT – выход.

Установка расстояния срабатывания.

Настройку устройства облегчает работа индикатора обнаружения. Это позволяет настроить YL-63 (FC-51) на срабатывание в реальных условиях. Установка чувствительности датчика выполняется с помощью переменного резистора, установленного на плате. Препятствие устанавливается на требуемом удалении от фотоприборов датчика. Поворотом подвижного контакта переменного резистора, на плате модуля YL-63, выполняется установка расстояния срабатывания, тем самым добиваются включения красного светодиода. Затем проверяют дистанцию срабатывания перемещением отражающего объекта.

Подключение ИК модуля препятствия YL-63 к Arduino.

Для урока понадодиться:

• ARDUINO NANO. Купить можно на AliExpress или в России.
• Модуля препятствия YL-63. Купить можно на AliExpress.
• Провод DuPont. Купить можно на AliExpress или в России.
• Плата макетная беспаечная 55х82х8.5 мм. Купить можно на AliExpress или в России.
• Светодиоды 5mm. Купить можно на AliExpress или в России.
• Резисторы 220 Ом. Купить можно на AliExpress или в России.

Подключение ИК модуля препятствия YL-63 к Arduino.

В данном примере буду использовать ИК модуль препятствия, YL-63 и Arduino UNO, данные будут передаваться в «Мониторинг порта». Схема не сложная, сначала необходимо подключить питание, GND к GND и VCC к 5V (можно записать и от 3,3В.), затем подключаем вывод OUT к 7 пину Arduino. Схема подключения ниже.

Запускаем среду разработки и загружаем данный скетч, затем открываем мониторинг порта.

int irsensor= 7;                    // Вывод OUT на модуле подключен к выходу 7 Arduino
int sensorvalue;                    // Переменная для хранения показаний датчика 
 
void setup()                
{
 Serial.begin(9600);                // Задаем скорость передачи данных
 pinMode(irsensor,INPUT);           // Установим вывод D0 как вход                                                                                                                                                                                
}
 
void loop()
{
 sensorvalue=digitalRead(irsensor); // Считываем показания в переменной sensorvalue.
 Serial.print("Sensor ==");         // Выводим текст
 Serial.println(sensorvalue);       // Выводим текст
 if (sensorvalue==1)
 {
  Serial.println(" No obstacle");   // Выводим текст
  digitalWrite(13,LOW);             // Выключаем светодиод
  delay (500);                      // Ждем 500 мкс
 }
  else 
 {
 Serial.println(" Obstacle ");      // Выводим текст
 digitalWrite(13,HIGH);             // Включаем светодиод
 delay (500);                       // Ждем 500 мкс
 }
}

В мониторинге порта можно увидеть показания с модуля препятствия YL-63 . При выводе в монитор порта значения «1», - значит, что препятствия нет. Вывод значения «0» - означает, что препятствие найдено.

Используя такую несложную логику можно настроить работу робота, чтобы он обнаруживал препятствия, и объезжал их. Для реализации данного алгоритма работы понадобится несколько модулей препятствия, например, 3 штуки. Существуют готовые модули с 5 датчиками препятствия. Как подключить данный модуль препятствия будем рассматривать в следующих Arduino уроках и Arduino проектах.

В данном уроке рассмотрели Подключение инфракрасного датчика препятствия YL-63 к Arduino. В предыдущем уроке мы рассматривали, Подключение датчика температуры и давления BMP180 к Arduino.

Появились вопросы или предложения, не стесняйся, пиши в комментарии!

Не забывайте подписываться на канал Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Всем Пока-Пока.

И до встречи в следующем уроке.

Файлы для скачивания

	Скетч препятствия YL-63 к Arduino.ino	1 Kb	769	Скачать Вы можете скачать файл.
	ИК-датчик препятствий для роботов-машин YL-63 (FC-51).pdf	75 Kb	843	Скачать Вы можете скачать файл.
	lm393.pdf	219 Kb	761	Скачать Вы можете скачать файл.