HC -SR04 VS VL53L0X - Test 1 - Upotreba za primjenu u robotskim automobilima: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Ovo uputstvo predlaže jednostavan (iako što je moguće znanstveniji) eksperimentalni postupak za grubu usporedbu učinkovitosti dvaju najčešćih senzora udaljenosti koji su potpuno različitog fizičkog funkcioniranja. HC-SR04 koristi ultrazvuk, znači zvučne (mehaničke) valove, a VL53L0X koristi infracrvene radio valove, to je elektromagnetski vrlo blizu (po frekvenciji) optičkom spektru.

Kakav je praktični učinak takve razlike u osnovi?

Kako možemo zaključiti koji senzor najbolje odgovara našim potrebama?

Eksperimenti koje treba izvesti:

1. Usporedba točnosti mjerenja udaljenosti. Ista meta, ravnina cilja okomita na udaljenost.
2. Usporedba osjetljivosti ciljnog materijala. Ista udaljenost, ravnina cilja okomita na udaljenost.
3. Kut ciljne ravnine prema liniji usporedbe udaljenosti. Ista meta i udaljenost.

Naravno da se mora učiniti još mnogo toga, ali ovim eksperimentima može netko uzeti zanimljiv uvid u ocjenu senzora.

Na posljednjem koraku dan je kôd za arduino krug koji omogućuje procjenu.

Korak 1: Materijali i oprema

1. drveni štap 2cmX2cmX30cm, koji služi kao podloga
2. klin dugačak 60 cm debljine 3 mm prerezan na dva jednaka dijela

   klinovi moraju biti postavljeni čvrsto i okomito u štap udaljen 27 cm (ta udaljenost zapravo nije važna, ali povezana je s našim dimenzijama kruga!)

3. četiri različite vrste prepreka veličine tipične fotografije 15cmX10cm

   1. tvrdi papir
   2. tvrdi papir - crvenkast
   3. pleksiglas
   4. tvrdi papir prekriven aluminijskom folijom
4. za držače prepreka, napravio sam dvije cijevi od starih olovaka koje se mogu okretati oko klinova

za arduino krug:

1. arduino UNO
2. matična ploča
3. kratkospojni kablovi
4. jedan ultrazvučni senzor HC-SR04
5. jedan infracrveni LASER senzor VL53L0X

Korak 2: Nekoliko informacija o senzorima …

Ultrazvučni senzor udaljenosti HC-SR04

Stari klasici ekonomske robotike, vrlo jeftini, iako smrtonosno osjetljivi u slučaju pogrešne veze. Rekao bih (iako nebitno za cilj ovih instrukcija) nije ekološki za faktor energije!

Infracrveni laserski senzor udaljenosti VLX53L0X

Koristi elektromagnetske valove umjesto mehaničkih zvučnih valova. U planu koji isporučujem postoji kriva veza što znači da bi prema podatkovnom listu (i moje iskustvo!) Trebalo biti spojeno na 3.3V umjesto na 5V u dijagramu.

Za oba senzora isporučujem podatkovne listove.

Korak 3: Utjecaj aparata na pokus

Prije početka eksperimenata moramo provjeriti utjecaj našeg "aparata" na naše rezultate. Da bismo to učinili, isprobavamo neka mjerenja bez naših eksperimentalnih ciljeva. Dakle, nakon što ostavimo klinove na miru, pokušavamo ih "vidjeti" našim senzorima. Prema našim mjerenjima na 18 cm i na 30 cm udaljenosti od klinova, senzori daju nevažno rezultate. Stoga se čini da oni ne igraju neku ulogu u našim nadolazećim pokusima.

Korak 4: Usporedba točnosti udaljenosti

Primjećujemo da je u slučaju udaljenosti manjih od 40 cm, preciznost infracrvene veze bolja, umjesto dužih udaljenosti na kojima ultrazvuk izgleda bolje.

Korak 5: Točnost ovisna o materijalu

Za taj eksperiment koristio sam različite boje mete od tvrdog papira bez razlike u rezultatima (za oba senzora). Velika razlika, očekivano, bila je s prozirnom metom od pleksiglasa i klasičnom metom iz tvrdog papira. Činilo se da je pleksiglas nevidljiv infracrvenoj, umjesto ultrazvuka za koji nije bilo razlike. Kako bih to pokazao, predstavljam fotografije eksperimenta zajedno s povezanim mjerenjima. Tamo gdje točnost infracrvenog senzora dominira konkurencija je u slučaju jako reflektirajuće površine. To je tvrdi papir prekriven aluminijskom folijom.

Korak 6: Usporedba točnosti udaljenosti povezana s kutom

Prema mojim mjerenjima, postoji mnogo jača ovisnost točnosti o kutu u slučaju ultrazvučnog senzora, umjesto infracrvenog senzora. Nepreciznost ultrazvučnog senzora povećava se mnogo više s povećanjem kuta.

Korak 7: Arduino kod za ocjenjivanje

Kôd je što jednostavniji. Cilj je prikazati istovremeno na ekranu računala mjerenja s oba senzora, tako da ih je lako usporediti.

Zabavi se!