HC-SR04 VS VL53L0X - Thử nghiệm 1 - Sử dụng cho các ứng dụng xe ô tô rô bốt: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Có thể hướng dẫn này đề xuất một quy trình thử nghiệm đơn giản (mặc dù càng khoa học càng tốt) để so sánh gần đúng hiệu quả của hai cảm biến khoảng cách phổ biến nhất, có chức năng vật lý hoàn toàn khác nhau. HC-SR04 sử dụng sóng siêu âm, nghĩa là sóng âm thanh (cơ học) và VL53L0X sử dụng sóng vô tuyến hồng ngoại, đó là sóng điện từ rất gần (về tần số) với quang phổ.

Tác động thực tế của sự chênh lệch mặt bằng như vậy là gì?

Làm thế nào chúng ta có thể kết luận cảm biến nào phù hợp nhất với nhu cầu của chúng ta?

Các thử nghiệm cần thực hiện:

1. So sánh độ chính xác của phép đo khoảng cách. Cùng một mục tiêu, mặt phẳng của mục tiêu theo phương thẳng đứng đến khoảng cách.
2. So sánh độ nhạy vật liệu mục tiêu. Cùng một khoảng cách, mặt phẳng của mục tiêu thẳng đứng với khoảng cách.
3. Góc của mặt phẳng mục tiêu với đường so sánh khoảng cách. Cùng một mục tiêu và khoảng cách.

Tất nhiên là còn nhiều việc phải làm, nhưng với những thí nghiệm này, ai đó có thể có một cái nhìn sâu sắc thú vị về việc đánh giá cảm biến.

Ở bước cuối cùng được cung cấp mã cho mạch arduino giúp đánh giá khả thi.

Bước 1: Vật liệu và thiết bị

1. thanh gỗ 2cmX2cmX30cm, dùng làm đế

2. chốt dài 60cm dày 3mm được cắt làm hai đoạn bằng nhau

   Các chốt phải được đặt chắc chắn và thẳng đứng trong thanh cách nhau 27cm (khoảng cách này không thực sự quan trọng nhưng liên quan đến kích thước mạch của chúng ta!)

3. bốn loại chướng ngại vật khác nhau có kích thước bằng một bức ảnh thông thường 15cmX10cm

   1. giấy cứng
   2. giấy cứng - hơi đỏ
   3. plexiglas
   4. giấy cứng phủ giấy nhôm
4. đối với những người nắm giữ chướng ngại vật, tôi đã làm hai ống từ những chiếc bút chì cũ có thể xoay quanh các chốt

cho mạch arduino:

1. arduino UNO
2. breadboard
3. cáp jumper
4. một cảm biến siêu âm HC-SR04
5. một cảm biến LASER hồng ngoại VL53L0X

Bước 2: Một số thông tin về cảm biến…

Cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR04

Kinh điển thời xưa của nền kinh tế rô bốt, rất rẻ mặc dù rất nhạy trong trường hợp kết nối sai. Tôi sẽ nói (mặc dù không liên quan đến mục đích của tài liệu hướng dẫn này) không phải tính kinh tế cho hệ số năng lượng!

Cảm biến khoảng cách Laser hồng ngoại VLX53L0X

Sử dụng sóng điện từ thay vì sóng âm thanh cơ học. Trong kế hoạch, tôi cung cấp có một kết nối sai có nghĩa là theo biểu dữ liệu (và kinh nghiệm của tôi!) Nên được kết nối với 3.3V thay vì 5V trong sơ đồ.

Đối với cả hai cảm biến, tôi cung cấp bảng dữ liệu.

Bước 3: Thiết bị ảnh hưởng đến thử nghiệm

Trước khi bắt đầu thử nghiệm, chúng tôi phải kiểm tra ảnh hưởng của "thiết bị" đối với kết quả của chúng tôi. Để làm điều này, chúng tôi thử một số phép đo với các mục tiêu thử nghiệm của mình. kết quả. Vì vậy, chúng dường như không đóng một số vai trò đối với các thí nghiệm sắp tới của chúng tôi.

Bước 4: So sánh độ chính xác khoảng cách

Chúng tôi nhận thấy rằng trong trường hợp khoảng cách nhỏ hơn 40cm hoặc lâu hơn, độ chính xác của tia hồng ngoại tốt hơn, thay vì khoảng cách xa hơn, nơi sóng siêu âm có vẻ hoạt động tốt hơn.

Bước 5: Độ chính xác phụ thuộc vào vật liệu

Đối với thử nghiệm đó, tôi sử dụng các mục tiêu giấy cứng có màu khác nhau mà không có sự khác biệt về kết quả (cho cả hai cảm biến). Plexiglass dường như không thể nhìn thấy được trước tia hồng ngoại, thay vì sóng siêu âm không có gì khác biệt. Để cho thấy điều này, tôi trình bày các bức ảnh của thí nghiệm cùng với các phép đo liên quan. Đó chính là lớp giấy cứng được bọc bằng giấy nhôm.

Bước 6: So sánh độ chính xác khoảng cách liên quan đến góc

Theo các phép đo của tôi, có sự phụ thuộc mạnh mẽ hơn nhiều vào độ chính xác vào góc trong trường hợp của cảm biến siêu âm, thay vì cảm biến hồng ngoại. Độ không chính xác của cảm biến siêu âm tăng lên nhiều hơn nữa khi tăng góc.

Bước 7: Mã Arduino để đánh giá

Mã càng đơn giản càng tốt. Mục đích là hiển thị đồng thời trên màn hình máy tính các phép đo từ cả hai cảm biến để dễ dàng so sánh.

Chúc vui vẻ!