HC -SR04 VS VL53L0X - Test 1 - Uporaba za uporabo v robotskih avtomobilih: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta pouk predlaga preprost (čeprav čim bolj znanstveni) poskusni postopek za približno primerjavo učinkovitosti dveh najpogostejših senzorjev razdalje, ki sta popolnoma različnega fizičnega delovanja. HC-SR04 uporablja ultrazvok, pomeni zvočne (mehanske) valove, VL53L0X pa infrardeče radijske valove, ki so elektromagnetni zelo blizu (po frekvenci) optičnemu spektru.

Kakšen je praktični vpliv takšne razlike na tleh?

Kako lahko ugotovimo, kateri senzor najbolj ustreza našim potrebam?

Poskusi, ki jih je treba izvesti:

1. Primerjava natančnosti meritev razdalje. Isti cilj, ravnina cilja navpično do razdalje.
2. Primerjava občutljivosti ciljnega materiala. Ista razdalja, ravnina cilja navpično do razdalje.
3. Kot ciljne ravnine do črte primerjave razdalje. Isti cilj in razdalja.

Seveda je treba storiti še veliko, toda s temi poskusi lahko kdo naredi zanimiv vpogled v oceno senzorjev.

Na zadnjem koraku je podana koda za arduino vezje, ki omogoča vrednotenje.

1. korak: Materiali in oprema

1. lesena palica 2cmX2cmX30cm, ki služi kot podlaga
2. zatič dolg 60 cm, debeline 3 mm, razrezan na dva enaka dela

   kljuke je treba trdno in navpično postaviti v palico 27 cm narazen (ta razdalja v resnici ni pomembna, je pa povezana z našimi dimenzijami vezja!)

3. štiri različne vrste ovir velikosti običajne fotografije 15cmX10cm

   1. trdi papir
   2. trdi papir - rdečkast
   3. pleksi steklo
   4. trdi papir, prekrit z aluminijasto folijo
4. za nosilce ovir sem iz starih svinčnikov naredil dve cevi, ki se lahko vrtita okoli klinov

za vezje arduino:

1. arduino UNO
2. deska
3. mostični kabli
4. en ultrazvočni senzor HC-SR04
5. en infrardeči LASER senzor VL53L0X

2. korak: Nekaj informacij o senzorjih …

Ultrazvočni senzor razdalje HC-SR04

Stara klasika ekonomske robotike, zelo poceni, čeprav smrtonosno občutljiva v primeru napačne povezave. Rekel bi (čeprav ni pomemben za cilj teh navodil), da ni ekološki za faktor energije!

Infrardeči laserski senzor razdalje VLX53L0X

Namesto mehanskih zvočnih valov uporablja elektromagnetne valove. V načrtu, ki ga dobavljam, obstaja napačna povezava, kar pomeni, da mora biti v skladu s podatkovnim listom (in mojimi izkušnjami!) Priključeno na 3.3V namesto 5V v diagramu.

Za oba senzorja dobavljam podatkovne liste.

3. korak: Vpliv aparata na poskus

Preden začnemo s poskusi, moramo preveriti vpliv našega "aparata" na naše rezultate. Da bi to naredili, poskusimo nekaj meritev brez naših eksperimentalnih ciljev. Potem, ko pustimo kljuke pri miru, jih poskušamo "videti" s svojimi senzorji. Po naših meritvah na 18 cm in na 30 cm razdalje do kljuk so ti senzorji nepomembni rezultatov. Tako se zdi, da pri naših prihajajočih poskusih ne igrajo nobene vloge.

4. korak: Primerjava natančnosti razdalje

Opažamo, da je v primeru razdalj, manjših od 40 cm, natančnejša infrardeča povezava boljša, namesto daljših razdalj, kjer ultrazvok deluje bolje.

5. korak: Natančnost, odvisna od materiala

Za ta poskus sem uporabil različno obarvane trde papirnate tarče brez razlike v rezultatih (za oba senzorja). Velika razlika je bila po pričakovanjih pri prozorni tarči iz pleksi stekla in klasični tarči iz trdega papirja. Zdelo se je, da je pleksi steklo nevidno za infrardečo svetlobo, namesto ultrazvoka, za katerega ni bilo razlike. Za prikaz tega predstavljam fotografije poskusa skupaj z ustreznimi meritvami. Kjer natančnost infrardečega senzorja prevladuje nad konkurenco v primeru močno odsevne površine. To je trdi papir, prekrit z aluminijasto folijo.

Korak 6: Primerjava natančnosti razdalje s kotom

Po mojih meritvah je pri ultrazvočnem senzorju namesto infrardečega tipala veliko močnejša odvisnost natančnosti od kota. Napačnost ultrazvočnega senzorja se s povečanjem kota še bolj poveča.

Korak 7: Arduino koda za vrednotenje

Koda je čim bolj preprosta. Cilj je, da se na računalniškem zaslonu hkrati prikažejo meritve obeh senzorjev, da jih je mogoče enostavno primerjati.

Zabavaj se!