Перевод статьи Джеффа Коеника (Jeff Koenig), описывающей схему бесконтактного ИК-датчика на плате PCB. Оригинал статьи опубликован на сайте Dallas Personal Robotics Group.
Коротко о проекте
Каждому роботу нужны те или иные датчики для взаимодействия с
окружающим миром. Одним из способов обнаружения объектов является
использование инфракрасных светодиодов и инфракрасных фотоприемников,
однако общее рассеянное освещение сильно мешает их работе.
Модулирование ИК-сигнала с последующей проверкой того, что принятый
сигнал также модулирован – это один из способов улучшения точности
обнаружения объектов.
Работа в теории
Микроконтроллер PIC 12C509 генерирует квадратные импульсы на частоте
38 кГц, которые попеременно осуществляют подачу тока к левому и правому
инфракрасным светодиодам. Затем энергия ИК-излучения отражается от
какого-нибудь находящегося поблизости препятствия и детектируется
ИК-приемником Sharp. Поскольку левый и правый светодиоды включаются
попеременно, микроконтроллер PIC может определить, с какой стороны от
датчика находится объект, от которого сигнал отразился.
Программа циклически выполняет следующие действия:
Вспышка левого ИК-светодиода на частоте 38 кГц, длительностью 600 мкс
Если ИК приемник Sharp зафиксирует ИК излучение, перейти на шаг 3; иначе, перейти на шаг 7
Для проверки правильности приема, выключить левый ИК светодиод
Поддерживать левый светодиод в выключенном состоянии в течение 600 мкс
Если ИК-приемник Sharp зафиксирует ИК излучение, перейти на шаг 7
Произошло правильное обнаружение объекта, включить левый светодиод и подать логическую «1» на контакт 4, перейти на шаг 8
Правильного обнаружения объекта не произошло
Вернуться к шагу один, заменив «правый» на «левый» (или наоборот)
Схема печатной платы PCB и расположение компонентов
Вверху: Вид платы PCB снизу
Внизу: Вид сверху, на котором показано расположение компонентов
-----------------------------------------------
| ---------- |
| IR LED | | IR LED |
| - + | Sharp | + - |
| O O | Module | O O |
| | | |
| -OOO------ |
| |
| RED LED O O O O O O RED LED |
| O - O 8 5 O O - |
| O + O 1 4 O O + |
| POT O O O O POT |
| PIC12C509 |
| |
| ---------- ---------- |
| O| 330 R |O O| 330 R |O |
| ---------- ---------- |
| ----------- |
| | O O O O O | |
| -1-------5- |
-----------------------------------------------
Список компонентов
Плата IRPROX PCB (1 шт.) (см. иллюстрации в разделе детали)
PIC12C508 или 509 с программой (1 шт.)
Монтажная колонка 5x1 (1 шт.)
Резистор 330 Ом (2 шт.)
Светодиод видимого излучения T1 (2 шт.)
Потенциометр 1кОм 20-оборотный (2 шт.)
8-контактное гнездо типа DIP (1 шт.)
ИК-модуль Sharp GP1U52X (38 KHz) (1 шт.)
ИК-светодиод (2 шт.)
Прямоугольный отклонитель для ИК-светодиода (2 шт.) (необязательно)
Схема бесконтактного ИК-датчика на плате PCB
лицензирована в соответствии со 2ой или более поздней версией
лицензионного соглашения GNU GPL.
Это означает, что кто угодно может использовать этот проект для любых
целей - изучать его, копировать, распространять, а также
совершенствовать его, если эти усовершенствования будут свободно
доступны всем желающим.
