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

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57

Ovo uputstvo predlaže jednostavan (iako što je moguće naučniji) eksperimentalni proces za grubo upoređivanje učinkovitosti dva najčešća senzora udaljenosti, koji imaju potpuno različita fizička funkcioniranja. HC-SR04 koristi ultrazvuk, znači zvučne (mehaničke) valove, a VL53L0X koristi infracrvene radio talase, koji su 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. Poređenje tačnosti merenja udaljenosti. Ista meta, ravnina cilja okomita na udaljenost.
2. Poređenje osetljivosti ciljnog materijala. Ista udaljenost, ravnina cilja okomita na udaljenost.
3. Ugao ciljne ravni prema liniji poređenja udaljenosti. Ista meta i udaljenost.

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

U posljednjem koraku dan je kôd za arduino kolo koji omogućuje procjenu.

Korak 1: Materijali i oprema

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

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

3. četiri različite vrste prepreka veličine tipične fotografije 15cmX10cm

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

za arduino kolo:

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 pogrešna 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 eksperiment

Prije početka eksperimenata moramo provjeriti utjecaj našeg "aparata" na naše rezultate. Da bismo to učinili, pokušavamo izvršiti 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 irelevantnost rezultate. Dakle, čini se da oni ne igraju neku ulogu u našim nadolazećim eksperimentima.

Korak 4: Usporedba točnosti udaljenosti

Primjećujemo da je u slučaju udaljenosti manjih od 40 cm, tačnost infracrvenog signala bolja, umjesto na većim udaljenostima na kojima ultrazvuk izgleda bolje.

Korak 5: Tačnost 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 od tvrdog papira. Činilo se da je pleksiglas nevidljiv infracrvenom svjetlu, umjesto ultrazvuka za koji nije bilo razlike. Da bih to pokazao, predstavljam fotografije eksperimenta zajedno sa srodnim mjerenjima. Tamo gdje tačnost infracrvenog senzora dominira konkurencija je u slučaju jako reflektirajuće površine. To je tvrdi papir prekriven aluminijumskom folijom.

Korak 6: Usporedba tačnosti udaljenosti vezana za ugao

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

Korak 7: Arduino kôd za evaluaciju

Kôd je što jednostavniji. Cilj je prikazati istovremeno na ekranu računara mjerenja sa oba senzora kako bi ih bilo lako uporediti.

Zabavi se!