“(SKU:RB-02S041)夏普 GP2D12 紅外測(cè)距傳感器（10cm - 80cm）”的版本間的差異

2015年12月29日 (二) 16:16的版本

產(chǎn)品概述

GP2D12 IR Sensor 是日本夏普公司推出的一款性?xún)r(jià)比高、最常用的紅外測(cè)距傳感器、其可用來(lái)對(duì)物體的距離進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)輪式機(jī)器人的避障功能。它不但體積小、功耗低、價(jià)格便宜，而且測(cè)距效果好，適合廣大機(jī)器人發(fā)燒友使用。

規(guī)格參數(shù)

1. 測(cè)量射程范圍：10 to 80 cm
2. 最大允許角度：>40°
3. 電源電壓：4.5 to 5.5V
4. 平均功耗：35mA
5. 峰值功耗：約200mA
6. 更新頻率/周期：25Hz / 40ms
7. 模擬輸出噪聲：<200mV
8. 測(cè)量距離與輸出模擬電壓關(guān)系：2.4V~0.4V模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)10cm~80cm，輸出與距離成反比非線性關(guān)系

產(chǎn)品尺寸圖

模擬信號(hào)與測(cè)量距離對(duì)應(yīng)表

上圖就是GP2D12紅外線測(cè)距傳感器的電壓值與距離值的關(guān)系曲線，從這個(gè)曲線可以看出，電壓輸出與距離成反比，而且是非線性關(guān)系。根據(jù)上圖關(guān)系曲線，大約關(guān)系為10cm距離時(shí)有2.55V輸出,80cm距離時(shí)有0.42V輸出?？梢酝ㄟ^(guò)該曲線擬合出電壓值與距離值的數(shù)學(xué)關(guān)系式，但是這個(gè)關(guān)系式里的距離是參考距離值，實(shí)際距離值=(參考距離值-0.42)cm，另外由于Arduino的模擬量采樣命令analogRead()，采樣的數(shù)據(jù)范圍是0至1023，對(duì)應(yīng)的電壓范圍是0至5V,每格數(shù)據(jù)代表0.0049V，于是讀取的有效數(shù)據(jù)應(yīng)該由86(0.42V)至520(2.548V)。所以最終可以推導(dǎo)出實(shí)際距離與采樣數(shù)據(jù)之間的關(guān)系式為：
實(shí)際距離=2547.8/((float)采樣數(shù)據(jù)*0.49-10.41)-0.42

信號(hào)輸出

ADC0831可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)輸出

接口定義

• Vo：輸出引腳
• GND:電源地
• Vcc：電源正極

使用方法

接線方法

將傳感器連接到UNO控制器模擬口A1上，注意對(duì)應(yīng)線序：一般情況下3P線黃色接信號(hào)，紅色接電源正，黑色接電源負(fù)

例子程序

#define pin A0
void setup () 
{
        Serial.begin (9600);
        pinMode (pin, INPUT);
}
void loop () 
{
        uint16_t value = analogRead (pin);
        uint16_t range = get_gp2d12 (value);
        Serial.println (value);
        Serial.print (range);
        Serial.println (" mm");
        Serial.println ();
        delay (500);
}

//return distance (mm)
uint16_t get_gp2d12 (uint16_t value) {
        if (value < 30)
                value = 30;
        return ((67870.0 / (value - 3.0)) - 40.0);
}

程序效果

打開(kāi) Arduino IDE 串口監(jiān)視器可以觀察到當(dāng)前傳感器測(cè)試到的距離。

應(yīng)用例程

連接示意圖

首先將距離傳感器固定到舵機(jī)上，可以使用熱熔膠或者膠帶。然后使用一個(gè)1uf電解電容和一個(gè)22uf電解電容并聯(lián)在5V穩(wěn)壓芯片L4940V5上。將紅外距離傳感器的信號(hào)線插入0號(hào)模擬引腳。4個(gè)LED通過(guò)1KΩ電阻插入3、5、6、11引腳。最后將舵機(jī)信號(hào)線接在9號(hào)引腳上。

例子程序

#include <Servo.h>
 const int SERVO  =9;   //伺服電機(jī)連接在9號(hào)引腳
 const int IR     =0;   //紅外距離傳感器連接在0號(hào)模擬引腳
 const int LED1   =3;   //LED輸出1
 const int LED2   =5;   //LED輸出2
 const int LED3   =6;   //LED 輸出3
 const int LED4   =11;  //LED 輸出4

Servo myServo;     //伺服電機(jī)對(duì)象
int dist1 = 0;     //第一象限距離
int dist2 = 0;     //第二象限距離
int dist3 = 0;     //第三象限距離
int dist4 = 0;     //第四象限距離

void setup()
{
    myServo.attach(SERVO); //綁定伺服電機(jī)
    pinMode(LED1, OUTPUT); //將LED設(shè)置為輸出
    pinMode(LED2, OUTPUT); //將LED設(shè)置為輸出
    pinMode(LED3, OUTPUT); //將LED設(shè)置為輸出
    pinMode(LED4, OUTPUT); //將LED設(shè)置為輸出
}

void loop()
{
    //將伺服電機(jī)在4個(gè)區(qū)域中掃描并改變LED亮度
    dist1 = readDistance(15);     //在15°處進(jìn)行紅外測(cè)距
    analogWrite(LED1, dist1);     //調(diào)節(jié)LED亮度
    delay(300);                   //下次測(cè)量前的延時(shí)
 
    dist2 = readDistance(65);     //在65°處進(jìn)行紅外測(cè)距
    analogWrite(LED2, dist2);     //調(diào)節(jié)LED亮度
    delay(300);                   //下次測(cè)量前的延時(shí)
 
    dist3 = readDistance(115);    //在115°處進(jìn)行紅外測(cè)距
    analogWrite(LED3, dist3);     //調(diào)節(jié)LED亮度
    delay(300);                   //下次測(cè)量前的延時(shí)
 
    dist4 = readDistance(165);    //在165°處進(jìn)行紅外測(cè)距
    analogWrite(LED4, dist4);     //調(diào)節(jié)LED亮度
    delay(300);                   //下次測(cè)量前的延時(shí)
}

int readDistance(int pos)
{
    myServo.write(pos);                //轉(zhuǎn)動(dòng)到指定位置
    delay(600);                        //等待伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)
    int dist = analogRead(IR);         //讀取紅外傳感器
    dist = map(dist, 50, 500, 0, 255); //轉(zhuǎn)換到LED的范圍內(nèi) 
    dist = constrain(dist, 0, 255);    //約束它
    return dist;                       //返回縮放后的距離
}

程序效果

當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)給定的位置時(shí)測(cè)定距離，將其轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED的亮度值，改變LED的亮度值，將其轉(zhuǎn)向下一個(gè)位置，然后繼續(xù)，如此重復(fù)。

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