Hausgemachte Infrarot-Entfernungsmesser (Ähnlich wie bei Sharp GP2D120

11 Schritt:Schritt 1: Theory Schritt 2: Schritt 1: Erstellen Sie den IR-Sender Schritt 3: Schritt 2: Erstellen Sie den IR-Empfänger Schritt 4: Schritt 3: Erstellen Sie den Hochpassfilter Schritt 5: Schritt 4: Hinzufügen des gemeinsamen Emitter Verstärker Schritt 6: Schritt 5: Der letzte Bauabschnitt! Hinzufügen der Spitzendetektor Schritt 7: Schritt 6: Testen Schritt 8: Schritt 7: Anschließen von bis zu einem Arduino! Schritt 9: Schritt 8: Arduino Programmierung Schritt 10: Schritt 9: Linearisierung der Ergebnisse Schritt 11: Schritt 10: Fertig!

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Hier ist meine instructable, wie Sie bauen eine ziemlich einfache (für einige!) Infrarot für Kurzstrecken-Entfernungsmesser / Entfernungssensor. Infrarot-Entfernungsmesser sind sehr nützlich in einer Reihe von Projekten. Die meisten von ihnen kommen aus Hinderniserkennung (in Roboter) oder allgemein Erfassung Distanzen! Die hier gezeigte ist nur eine einfache Entfernungsmesser und wird nur dann wirklich in der Lage, etwa 6 oder 7 cm direkt vor dem Entfernungsmesser messen. Glücklicherweise spiegeln die meisten Objekte Infrarot gut genug, um einen Messwert (einschließlich einer Hand, Papier und Alufolie) zu produzieren. Ich werde Ihnen zeigen, wie die Infrarot-Entfernungsmesser mit einem Arduino und Möglichkeiten zur Linearisierung des result.Step 1 verwenden: Theorie



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Die Theorie hinter einem Infrarot-Entfernungsmesser ist, dass gepulste Infrarot von einer IR-LED emittiert und dann zurück reflektiert off eines Objekts in einem IR-Empfänger. Wie Licht auf die Gravitationsgesetz, das besagt, dass als Abstand von einer Quelle erhöht haftet, durch das Quadrat nimmt die Intensität (Quelle: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/isql.html) . Im Wesentlichen ist das Licht, das von der Infrarot-LED, die dann das Objekt springt emittiert. Im ersten Fall ist die LED der Emitter und der reflektierende Gegenstand befindet sich der Beobachter. Sobald das Licht auf das Objekt, dann springt sie ab und wird an den IR-Empfänger reflektiert wird. Das Objekt wird dann als Quelle von Licht wirken, so dass die Gravitationsgesetz in Kraft tritt zweimal. Dies hat das Problem, dass die maximale Reichweite des Entfernungsmessers ist recht kurz und die Reichweite, höherer Leistung LEDs erforderlich wäre, zu erhöhen.

Ein weiteres Problem, die beeinflussen, mit Licht basierten Entfernungsmesser nimmt, ist, wie kann es durch Umgebungslicht beeinflusst werden. Ich dieses Problem beheben in meinem Entfernungsmesser durch Modulation der emittierenden LED. Ohne diese Modulation kann eine einfache Glühbirne an das Stromnetz angeschlossen ist das Ergebnis durch Überlagerung von 50 Hz auf das eigentliche Signal beeinflussen.

Meine Entfernungsmesser funktioniert über einen modulierten IR-Quelle bei einer Ultraschallfrequenz, die von einem Infrarot-Empfänger (IR-Photodiode) erfaßt wird, die dann in einem Hochpassfilter zugeführt wird, verstärkt, und der Spitzen detected.Step 2: Schritt 1: Herstellung der den IR-Sender

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Der erste Schritt ist, den IR-Sender zu schaffen. Als einfaches Sender, ich bin mit einem 555-Timer als invertierender Schmitt-Trigger, um einen astabilen Oszillator zu schaffen. Verwendung des 555-Timer auf diese Weise reduziert die Menge der zu einem Widerstand und einem Kondensator benötigt werden. Unter Verwendung eines 555-Timer ist nicht besonders stabil, da die Toleranz der beiden Kondensator und Widerstand beeinflusst die Frequenz zusammen mit der Temperatur ändert. Da die Infrarot-Empfänger wird dann nur qualitativ gefiltert Pass, solange die Filtergrenzfrequenz unterhalb der Betriebsfrequenz des Senders, werden die Filtereigenschaften zu arbeiten. Wie aus der schematischen Darstellung ersichtlich ist, ist der rote Abschnitt der Sender.

Mit ausgewählten der Widerstands- und Kondensatorwerte, wird die Betriebsfrequenz-Ultraschall bei einer Frequenz in der Umgebung von 46kHz sein. Wie festgestellt, wird diese sowohl die Temperatur und der Versorgungsspannung abhängig ist.

Er kann sich auf einige scheinen, dass die LED bei einem Strom betrieben höher als normalerweise angegeben, aber da das Tastverhältnis nicht 100% und wird getaktet, wird der Durchschnittsstrom unter dem spezifizierten 20mA ist. Beim Bau dieses Abschnitts kann ein 100R Widerstand eingesetzt.

Ein 555-Timer wird als invertierender Schmitt-Trigger durch Verbinden der Triggerschwelle und zum Verbinden des Reset an die positive Versorgung eingestellt. Eine Zeitgeberwiderstand wird dann von dem Ausgang zu dem Trigger gelegt (oder Schwellwert, nachdem sie beide verbunden sind) und ein Kondensator vom Abzug auf Masse gelegt.

Da der 555-Timer ist effektiver bei sinkender Strom dann bestromt (werfen Sie einen Blick auf die schematische Darstellung, die Ausgangsstufe besteht aus einer Darlington-Paar als Stromquelle und einen einzelnen Transistor als Stromsenke) wird die LED von der angeschlossenen positive Quelle über einen Widerstand an Pin 3 (oder der Ausgang) der 555 timer.Step 3: Schritt 2: Herstellung der Infrarot-Empfänger

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Bei der Herstellung der IR-Empfänger in Verbindung ich den Fototransistor mit einem Transistor, um eine ganz hohe Verstärkung gepufferte IR-Empfänger zu erstellen. Dieses wirkt durch den Phototransistor mit in der Rückkopplungsschleife eine gemeinsame Emittertransistorverstärker. Da nur wenige Elektronen fließt pro Photon in einem Phototransistor wird die Verstärkung erforderlich. Bei der Erstellung dieser Sektion können, müssen Sie sicherstellen, dass der Fototransistor korrekt vorgespannt ist.

Der Fototransistor ich war die L-53P3C gekauft off eBay für einen sehr günstigen Preis. Jedes geeignete Fotodiode oder Fototransistor verwendet werden, so dass die spektrale Verhalten dem des IR-Sender. Mit Hilfe eines IR gefilterten Photodiode / Fototransistor wird noch besser.

Die Datenblatt, dass der Höchst auf Strom 1mA was bedeutet, dass im schlimmsten Fall wird direkt Strom durch den 18K-Widerstand, in die Photodiode direkt von den Transistoren Basis an Masse, entsprechend einem Strom von 4,3 / 18000 ist (4,3 aus der 5V Netzteil, abzüglich der 0,7 V Ausgangspunkt, um Tropfenausstoß, ist dies, als ob der Transistor nicht leitenden Strom durch den Kollektor). Dies gibt uns eine maximale schlimmsten Fall Strom 0.238mA, gut innerhalb der angegebenen Strom.

Der IR-Empfänger ist der blaue Bereich des Schaltplan. Auf der schematischen, habe ich gezeigt, wie man eine Photodiode zu verbinden. Bei Verwendung eines Fototransistors sind, verbinden den Emitter des Phototransistors mit der Basis des normalen Transistors und der Kollektor des Phototransistors mit dem Kollektor des normalen Transistor. Dies schafft eine Art von Darlington.

Der Fototransistor I verwendet wurde von gekauft:
http://www.ebay.co.uk/itm/Infra-Red-Remote-Phototransistor-Receiver-L-53P3C-/200648166002?pt=UK_BOI_Electrical_Components_Supplies_ET&hash=item2eb7900a72Step 4: Schritt 3: Erstellen Sie den Hochpassfilter

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Ein Hauptproblem mit hausgemachten IR-Entfernungsmesser ist das Problem mit Umgebungslicht die Resultate beeinflussen. Sharp Fest dieses Problem mit ihrer Reihe von IR-Sensoren durch die Verwendung eines CCD-Sensor (ein bisschen wie ein kleines 25x25 Pixel-Kamera), um den Winkel, in dem Licht reflektiert wird und durch einfache Trigonometrie erkennen, herauszufinden, die Entfernung zum Objekt. Dabei auf der billig ist nicht zu leicht und so ein Intensitäts basierender Sensor verwendet werden.

Um den Effekt von Umgebungslicht zu beseitigen, moduliert der IR-Sender des Sende-LED mit einer bestimmten Frequenz. Wenn ein Präzisionsoszillator (eine, die nicht ihre Frequenz wesentlich abweichen wird, wie ein Quarzoszillator) verwendet wird, könnte ein Bandpassfilter ausreichend verwendet nur einen bestimmten Frequenzband übergeben, zum Beispiel, wenn ein 32.768kHz Oszillator verwendet wurde für den Sender (eine gemeinsame Kristall Wert in billige Uhren verwendet wird), könnte ein Bandpassfilter auf diese Frequenz abgestimmt, um nur verwendet werden, passieren, dass die Häufigkeit und umgebenden Frequenzen allmählich zurückweisen.

Da habe ich beschlossen (zum Teil behalten count down), um eine billige Oszillator auf der Grundlage der 555-Timer verwenden, werden Häufigkeit, mit beiden Versorgungsspannung, Temperatur und Komponententoleranz variieren, deshalb habe ich nur für einen Hochpassfilter entschieden. Ein Hochpassfilter ermöglicht allen Frequenzen über einem bestimmten Punkt (wie die Grenzfrequenz genannt) zu übergeben und nach und lehnt Frequenzen unter diesem Punkt. Die "Steigung" des Filters bestimmt, wie schnell Frequenzen unterhalb der Schnitt von Punkt werden verworfen. Ich könnte einen einfachen RC-Tiefpassfilter verwendet werden, um Frequenzen unterhalb von diesem Punkt zurückzuweisen habe aber das wäre nur eine abgeschnitten Steigung von 6 dB pro Oktave (wie die Frequenz unterhalb der Grenzpunkt in der Frequenz halbiert wird die Amplitude um 6 dB verringert ). Statt dessen entschied ich mich für einen aktiven Hochpassfilter auf Basis eines gemeinsamen Kollektor Transistorverstärker.

Da dieser Verstärker enthält nun eine Form der Verstärkung (Stromverstärkung in diesem Fall) die Steigung kann auf 12 dB pro Oktave erhöht. Ohne zu bezahlen große Aufmerksamkeit auf die Mathematik (die zu finden ist: http://www.radio-electronics.com/info/circuits/transistor_activehighpassfilter/transistor_highpassfilter.php), die Grenzfrequenz für den Filter in der schematischen ist etwa 6 kHz, wählte ich diesen Wert nur, wie ich geeignete Komponenten hatte.

Die einzige andere wichtige Quelle von IR oberhalb dieser Frequenz ist TV-Fernbedienungen. Diese können mit IR-Sensor stören (Ich habe nicht davon probiert.)

Das Hochpassfilter ist es auch notwendig herauszufiltern 50 / 60Hz IR, abgestrahlt von Glühlampen-Glühbirnen.

Das Hochpassfilter arbeitet mit einem Kondensator äquivalent zu einem frequenzabhängigen Widerstand. In einem normalen RC-Filter, das funktioniert, durch den Kondensator und den Widerstand, die als eine frequenzabhängigen Spannungsteiler und mit einer beliebigen Frequenz, mit gleicher theoretischer Widerstandswert (sogenannte kapazitive Reaktanz). In einem aktiven Hochpaßfilter sowohl der Rückwirkung aus einem Kondensator und der Phasenunterschied auf beiden Seiten des Kondensators beeinflussen den Frequenzgang. Erklären diese erfordert sowohl Kenntnisse über komplexe Zahlen und ein gutes Stück von der Mathematik so wird dies für diese instructable vermieden werden. Alles, was Sie wissen müssen, ist, dass ein aktives Hochpassfilter hat eine steilere abgeschnitten Steigung als eine passive gleichwertige!

Das Hochpassbereich ist grün auf dem Schaltplan.

Zunächst wird ein Standardkollektorverstärker durch Verbinden der Kollektor eines Transistors direkt mit der positiven Schiene erstellt. Ein 33k Widerstand wird dann von der positiven Schiene auf die Base und dann einen anderen von der Basis auf Masse. Der endgültige Widerstand für den Verstärker ein Emitterwiderstand 4.7k mit Masse.

Zweitens werden die frequenzabhängigen Komponenten zugegeben. Zunächst wird ein 1 nF Kondensator von der Basis auf eine leere Spur und einem 18k-Widerstand von dieser leere Spur mit dem Emitter des Transistors aufgenommen (dies ist die Rückmeldungen, die die Steigung von 6 dB erhöht per Oktober um 12 dB pro Oktober)

Ein weiterer 1nF Kondensator wird dann aus dieser leere Spur mit dem Kollektor der vorhergehenden Stufe aufgenommen.

Wenn dies gelingt, werden Sie nun die härtesten Teile des Projekts aufgebaut haben Schritt 5: Schritt 4: Hinzufügen des gemeinsamen Emitter Verstärker

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Die nächste Stufe ist es, ein Verstärker in Emitterschaltung zu schaffen. Eine gemeinsame Emitter-Verstärker bietet sowohl Spannungs- als auch Stromverstärkung. Denn in dem Moment, nachdem sie hohen vergangen, ist die Signalamplitude nicht besonders hoch ist, das Hinzufügen einer gemeinsamen Emitter-Verstärker ist eine nützliche Subsystem.

Das Design ich verwendet habe, nutzt einen Emitter Stabilisierungswiderstand, zusammen mit Kollektor-Bias. Verwendung Kollektorvorspann vs Spannungsteiler Vorspannung erlaubt die Schaltung über einen breiteren Bereich von Spannungen verwendet werden.

In dieser Version von einem Verstärker in Emitterschaltung, kann ein sehr schmutzig und schnellen Weg zur Berechnung der Verstärkung, die durch Dividieren der Kollektorwiderstand durch den Emitterwiderstand gefunden werden. In diesem Fall, 4700/330, der gleich einem Plus von rund 14 oder 23 dB ist. (Quelle: http://www.muzique.com/schem/gain.htm) Wenn Sie ein Oszilloskop haben, können Sie komplett den beiden Deck Photodioden (mit ihnen nebeneinander, das entspricht Totalreflexion) und stellen Sie die 330Ohm Widerstand, bis der Verstärker auf dem Punkt Clipping. Wenn Sie wirklich brauchen eine massive Erhöhung der Verstärkung, können Sie die 330Ohm Widerstand mit einem Kondensator 1uF umgehen obwohl ich nicht empfehlen, da dies zu einer temperaturabhängigen Zunahme führen.

Die Eingangsimpedanz dieser Stufe können auch etwa als Re * B || 1meg (Emitterwiderstand multipliziert mit der Verstärkung des Transistors, die parallel zu der 1meg Vorspannungswiderstand) gearbeitet werden. In diesem Fall sind die Transistoren Ich benutze es die Serie BC337-25. Die 25 Zustände, daß die Verstärkung bei einem Minimum von 250 sein (Ich denke), deshalb ist die Eingangsimpedanz kann berechnet werden als:

1 / (((330 * 250) ^ - 1) + 1.000.000 ^ -1) = 76212 ohm

Mit dem Eingangskondensators 1nF wirkt dieser Abschnitt auch als Hochpassfilter. Die Grenzfrequenz dieses Abschnitts kann auch unter Verwendung des Standard-RC-Filter Gleichung berechnet werden.

Diese Gleichung ist: 1/2 * pi * RC = F (Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Low-pass_filter)

Nachdem ich diese Frequenz berechnet, bekam ich eine Grenzfrequenz von etwas mehr als 2 kHz und damit weit unter die Arbeitsfrequenz und dennoch fügt dem Hochpass-Funktion der gesamten Schaltung.

Der Verstärker in Emitterschaltung ist die lila Schnitt der schematisch.

Die Schaffung eines gemeinsamen Emitter-Verstärker ist ziemlich einfach im Vergleich zu den letzten Stadien. Seine ganz ähnlich wie die IR-Empfangsstufe.

Zunächst wird ein weiterer Transistor mit einer 4.7k Widerstand von der positiven Schiene an den Kollektor aufgenommen.

Als nächstes wird ein 330R Widerstand von dem Emitter an Masse zugegeben.

A 1meg Widerstand wird dann von dem Kollektor zu der Basis hinzugefügt.

Schließlich wird eine 1nF Kondensator von der Basis zum Emitter vorhergehenden Stufe zu koppeln Stufen zugesetzt.

Wenn Sie es bis zu diesem Punkt gemacht haben, du tust brilliant!

Schritt 6: Schritt 5: Der letzte Bauabschnitt! Hinzufügen der Spitzendetektor

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Nun, da Sie haben bis zu dieser Stufe aufgebaut, Sie glücklich sein zu wissen, dass es sich um den letzten Abschnitt wirklich!

Der Ausgang von dem Verstärker in Emitterschaltung ein veränderliches Signal mit Amplitude gleich dem Exponenten der Entfernung der Hand an den Sensor sein (verwirrend ich weiß!). Dies wird oszillierenden bei der gleichen Frequenz wie der Sender sein und alle Arten von Chaos verursachen, wenn man versuchen Lesen dieser durch einen Mikrocontroller waren!

Die Art und Weise, die ich dies gelöst war, eine passive Spitzendetektor zu verwenden. Diejenigen von euch mit einigen elektronischen Wissen wird bemerkt haben, dass ich nicht verwendet, keine Op-Amps in dieser instructable. Der Grund dafür ist, dass bei einer Stromversorgung von 5 V, der Suche nach geeigneten Operationsverstärker kann ein bisschen wie ein ballache sein. Die Standard-OP-Amps, die man wahrscheinlich wissen, ist die 741, TL082, LF353, alle, nicht auf Lieferungen niedriger als 8v arbeiten, was zu Problemen bei 5V! Für eine 5V-Operationsverstärker, so etwas wie die TLC272 funktionieren würde, aber die Transistoren die Arbeit feinen also werde ich dabei bleiben!

Ein Spitzendetektor ist ein kleiner Schaltkreis, der die Gipfel einer Welle erfasst. Dieser ist in der Regel mit Hilfe eines Gleichrichterschaltung und einem Kondensator durchgeführt. Eine einfache Vollwellengleichrichter ist eine Form der Peak-Detektor!

In der schematischen, die 100nF Kondensator koppelt den Emitter Stufe zur Spitzendetektorschaltung. Die beiden Dioden die Spannung zu korrigieren, damit es zwischen -0,6 V und bis zu 4,3 V liegt. Diese gleichgerichteten Strom lädt dann ein Kondensator (680nF), die ständig Ablassen in die 18k-Widerstand.

Der Kondensator und der Widerstand wirken sowohl als Form der Tiefpassfilter und wird sichergestellt, dass der Kondensator weiterhin auf negativen Teile der Wellenform berechnet.

Auf meine Version dieser Schaltung, die maximale Spannung an dieser Stelle war um 1,1 V. Da ein Arduino hat eine Auflösung von 4.9mV bei 8bit, wird der Arduino im wesentlichen in der Lage, rund 225 verschiedene Werte messen. Arduino hat auch einen Eingang mit hoher Impedanz an den vom ADC so den Lasteffekt auf die Spitzendetektorschaltung wird minimal sein.

Der Spitzendetektor ist die letzte gelbe Abschnitt der schematisch.

Der erste Teil ist, um eine Diode vom Boden (Anode) eine Verbindung mit dem Ausgangskondensator (Kathode). Die Kathode wird durch ein schwarzes Band allgemein bezeichnet.

Zweitens muss eine Diode von der Kathode der letzten Diode auf eine leere Spur mit der Kathode dieser Diode gehen, um die leere Spur hinzugefügt werden.

Drittens wird ein 680nF Kondensator aus der leere Spur mit einem 18k oder 33k Widerstand parallel geschliffen aufgenommen.

Sobald Sie dies getan haben, ist das Gebäude komplett, woo hoo!

Wie bei den meisten der Komponentenwerte in diesem instructable, können die meisten von ihnen, was auch immer Werte, die Sie geändert haben (zum Beispiel, habe ich 18k Widerstände, weil ich eine Fülle von ihnen! Die meisten der 18k-Widerstände können durch 10k ersetzt werden.)

Schritt 7: Schritt 6: Testen

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Jetzt, wo Sie erfolgreich (hoffentlich!) Baute die Entfernungsmesser, ist es Zeit für einen Test!

Um es zu testen, können Sie entweder ein Oszilloskop oder ein Voltmeter zu verwenden, habe ich ein Oszilloskop zum einfachen des Fotografierens.

Um sicherzustellen, daß es richtig funktioniert, müssen Sie sehen, wenn die Spannung zunimmt, wenn der Abstand zwischen einem Objekt und dem Sensor abnimmt. Wie Sie wahrscheinlich zu sehen, wird die Spannung langsam erhöhen, und dann schneller und schneller! Wenn Sie den Abstand vs Spannung des Grundstückes, werden Sie sehen, dass das es ein bisschen wie eine gegenseitige Graphen aussehen (Beispiel: http://www.wolframalpha.com/input/?i=1%2Fx), wo Sie gerade auf der Suche im ersten Quadranten (oben rechts). Mit dem Wissen, diese Form der Beziehung zwischen Spannung und Abstand werden in der Linearisierung der Werte, die auf einem Arduino getan werden kann, zu helfen.

Wie Sie sehen können, habe ich ein Stück Plastik mit einem Stück weißes Papier als Äquivalent-Objekt, um die Entfernung zu messen angebracht. Dies eignet gut für meine Zwecke und gab ausreichende Ergebnisse. Sie können die Spannung auf dem Oszilloskop zu sehen, wie ich variieren den Abstand der Kunststoff und Papier.

Die maximale Ausgangsspannung sein wird, wenn das Objekt direkt vor dem Sensor (im wesentlichen von der zwei LEDs ruhen). Diese Spannung wird in Abhängigkeit von der IR-Sender Treiberstrom und die Höhe der Verstärkung in der gemeinsamen Emitter stage.Step 8: Schritt 7: Anschließen von bis zu einem Arduino!

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Nun, da der Analogteil der Schaltung abgeschlossen ist, ist es Zeit, es zu verbinden bis zum Arduino. Jetzt können Sie tauschen die Stromversorgung für 5 V und Masse von der Arduino. Die maximale Stromaufnahme bei rund 30 mA zu Spitzenzeiten. Dies wird die 500mA USB-Spezifikation nicht überschreiten. Zum Glück, auch wenn Sie diesen Strom zu übertreffen, hat der Arduino eine rücksetzbare 500mA Polyfuse, obwohl ich immer noch nicht empfehlen, mehr als den maximalen Strom!

Als nächstes verbinden Sie den Ausgang des Spitzendetektors direkt an einem der Analogeingänge (Ich habe für meine A0-Eingang). Das ist alles, was Sie auf den Arduino verbinden müssen Schritt 9: Schritt 8: Arduino Programmierung

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Für den Programmplanungsbereich, das ist wirklich für Sie zu entscheiden, was es für den Einsatz. Ich will nur zeigen eine einfache Analogread Situation mit der zur Linearisierung erforderlich math. Linearisierung wird mit Hilfe von Excel viel einfacher.

Der Code ist für nur das Lesen der Eingabe wie folgt, ist dies abhängig von der Eingangs wobei A0. Ändern Sie zu Ihrem spec!
int Readvalue; // Die anfänglich Wert lesen
int PRINTVALUE; // Der Wert auf dem Bildschirm ausgegeben
schweben Mathvalue; // The für jede Form der Mathematik verwendet variable

Leere Setup () {
Serial.begin (9600); // Begin serielle Kommunikation mit Computer zu 9600 bps
}

Leere Schleife () {
Readvalue = analogRead (A0) ein; // Lesen Sie den Infrarot-Entfernungsmesser-Eingang, fügen Sie 1, um sicherzustellen, dass das Lesen nicht gleich Null ist, oder Sie werden seltsame Mathematik Ergebnisse zu bekommen!
Serial.println (Readvalue); // Die gelesenen Wert an die serielle Monitor
Verzögerung (50); // Verzögerung für 50 ms, um den seriellen Puffer nicht ausfüllen
}

Einmal programmiert, sollten Sie die Serienmonitor zugreifen und sehen, ob der Wert mit Abstand von dem Sensor verändert. Wenn ja, wird Ihre Arduino richtig liest den Sensor!

Eine nützliche Sache zu tun wäre, um die Kartenfunktion nutzen und finden Sie die Maximal- und Minimalwerte aus dem Sensor und sie den 0 und 1023. Dies entspricht einer normalen Analogread sein Schritt 10: Schritt 9: Linearisierung der Ergebnisse

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Der letzte Teil dieser instructable auf Linearisierung der Ergebnisse, wie sie derzeit sind, sind sie nicht, wie man erwarten würde (das können Sie sehen, wenn Sie ein Diagramm der Spannung gegen die Distanz!).

Ich legte die Ergebnisse in eine Tabelle und ein Diagramm aufgetragen aus diesen Ergebnissen. Ich habe auch eine exponentielle Trendlinie. Wenn Sie das Diagramm I in einem letzten Schritt gezeigt, denken Sie daran, Sie sehen, es ist sehr ähnlich, Excel nicht das Plotten von 1 / x Diagramme ermöglichen!

Nun, indem man die mathematischen Funktionen, die der Arduino tun können, schränkt uns ein bisschen um, wie wir diese Ergebnisse zu linearisieren. Durch das Spiel mit den Funktionen in Excel wird uns helfen, zu finden passende sondern als die exponentielle Trendlinie passt, fand ich, dass es nur sinnvoll sein, die Inverse Exponent zu tun, die inverse (ein Exponent gleich e ^ x) ist gleich dem natürlichen Logarithmus (ln wie bekannt) von x. Indem Sie die inverse Exponent, werden die Ergebnisse viel mehr linear sein und die Arduino ermöglicht diese Funktion. Wenn Sie diese Grafik zu zeichnen, werden Sie in der Lage, eine lineare Trendlinie anzuwenden sein und eine recht akzeptabel R ^ 2-Wert.

Nun, da Sie die Resultate linearisiert haben, müssen Sie den Verlauf umkehren. Derzeit als Distanz verringert, Spannung zunimmt. Dies ist keine durchführbare Form der Messung als man erwarten würde, ein Wert zu verringern, wenn die Spannung erhöht!

Der einfachste Weg, dies zu tun wäre, um die Ergebnisse der Log durch Multiplikation mit minus 1. Dies wird dann wandeln Sie die Steigung und der resultierende Wert wird mit zunehmendem Abstand zu erhöhen invertieren!

Der nächste Teil ist die Anwendung eine Beziehung zwischen diesen Werten und Distanz. Zum einen wollen, dass Sie den Wert bei 0 Abstand zu Null. Sie tun dies, indem Sie das Protokoll Ihrer größten experimentell festgestellt, Spannung und das Hinzufügen dieser auf alle Werte.

Sie erhalten dann ein Ergebnis, dass die kleinste Spannung gibt den größten Wert und die größte Spannung ergibt dann den Wert 0.

Jetzt haben Sie eine lineare Funktion, die die nicht-lineare Spannung umwandelt. Alles, was Sie jetzt tun müssen, ist diese Karte in die entsprechende Entfernung, zB der größte Wert, den Sie berechnen sollte gleich der Strecke, die Sie gemessen werden (für diesen Wert, seine verwirrend ich weiß!). Für diesen letzten Schritt, alles was Sie tun müssen, multiplizieren mit dem größten Abstand gemessen wird, geteilt durch die normalisierten Ergebnisses und Sie werden eine Funktion, die Ihnen eine erfolgreiche Distanzanzeige zu haben! Beachten Sie, dass, wenn Sie eines der Schaltungsparameter zu ändern, oder stellen Sie die Temperatur, das wird sich ändern! Daher, warum seine nur einfach.

Dies wird viel mehr Sinn machen, wenn Sie den Code nicht lesen können, ehrlich!

Der neue Code ist:
int Readvalue; // Die anfänglich Wert lesen
int PRINTVALUE; // Der Wert auf dem Bildschirm ausgegeben
schweben Mathvalue; // The für jede Form der Mathematik verwendet variable
schweben Normalize_constant = 0,47; // Die Variablen, die ich von meinen Ergebnissen berechnet
schweben Scale_constant = 3,34; //Das gleiche wie oben!

Leere Setup () {
Serial.begin (9600); // Begin serielle Kommunikation mit Computer zu 9600 bps
}

Leere Schleife () {
Readvalue = analogRead (A0) ein; // Lesen Sie den Infrarot-Entfernungsmesser-Eingang, fügen Sie 1, um sicherzustellen, dass das Lesen nicht gleich Null ist, oder Sie werden seltsame Mathematik Ergebnisse zu bekommen!
Mathvalue = log (Readvalue) // das Protokoll der gelesenen Wert Bewerben
Mathvalue = Mathvalue * -1 // Kehren Sie die Log-Werte
Mathvalue = Mathvalue + Normalize_constant // Normalisieren der Ergebnisse, gleich LN (1,6), wie aus meinen Ergebnissen berechnet war mein normalisieren konstant. Mit freundlichen variieren!
Mathvalue = Mathvalue * Scale_constant // Multiplikation mit dem Skalierungskonstante, um sicherzustellen, dass der Abstand gemessen wird, die gleichen wie die Werte.
Serial.println (Mathvalue); // Die endgültige mathematische Wert an die serielle Monitor drucken
Verzögerung (50); // Verzögerung für 50 ms, um den seriellen Puffer nicht ausfüllen
} Schritt 11: Schritt 10: Fertig!

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Endlich! Sie fertig sind, sollten Sie einen Infrarot-Entfernungsmesser mit billigen Komponenten von jedem Elektronik-Geschäft gefunden hoffentlich gebaut haben! Schraube, die Sie scharf und Ihre teure Infrarot-Sensoren, Roboter verwenden werden diese ab jetzt!

Danke fürs Lesen! :)