HC -SR04 VS VL53L0X - Test 1 - Användning för robotbilar: 7 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58

Denna instruerbara föreslår en enkel (om än så vetenskaplig som möjligt) experimentprocess för att ungefär jämföra effektiviteten hos två vanligaste distanssensorer, som har en helt annan fysisk funktion. HC-SR04 använder ultraljud, betyder ljud (mekaniska) vågor och VL53L0X använder infraröda radiovågor, som är elektromagnetiska mycket nära (i frekvens) till optiskt spektrum.

Vad är den praktiska effekten av en sådan markskillnad?

Hur kan vi dra slutsatsen vilken sensor som passar bäst för våra behov?

Experiment som ska göras:

1. Avståndsmätningar noggrannhet jämförelse. Samma mål, plan för mål vertikal till avstånd.
2. Målmaterialkänslighet jämförelse. Samma avstånd, målplanets vertikal till avstånd.
3. Målplanets vinkel mot distansjämförelselinjen. Samma mål och distans.

Naturligtvis finns det mycket mer att göra, men med dessa experiment kan någon ta en intressant inblick i sensorernas utvärdering.

I det sista steget ges koden för arduino -kretsen som gör utvärderingen möjlig.

Steg 1: Material och utrustning

1. träpinne 2cmX2cmX30cm, som fungerar som bas

2. pinne 60 cm långt 3 mm tjockt snitt i två lika stora bitar

   pinnarna måste sättas fast och vertikalt i pinnen 27 cm från varandra (detta avstånd är inte riktigt viktigt men är relaterat till våra kretsdimensioner!)

3. fyra olika typer av hinder storleken på ett typiskt foto 15cmX10cm

   1. hårt papper
   2. hårt papper - rödaktigt
   3. plexiglas
   4. hårt papper täckt med aluminiumfolie
4. för innehavarna av hindren gjorde jag två rör av gamla pennor som kan rotera runt pinnarna

för arduino -kretsen:

1. arduino UNO
2. bakbord
3. startkablar
4. en ultraljudssensor HC-SR04
5. en VL53L0X infraröd LASER -sensor

Steg 2: Lite information om sensorerna …

Ultraljudsavståndssensor HC-SR04

Gamla klassiker inom ekonomirobotik, mycket billiga men dödligt känsliga vid fel anslutning. Jag skulle säga (även om det inte är relevant för syftet med dessa instruktioner) inte ecoomic för energifaktorn!

Infraröd laseravståndssensor VLX53L0X

Använder elektromagnetiska vågor istället för mekaniska ljudvågor. I planen tillhandahåller jag en felaktig anslutning som innebär att enligt databladet (och min erfarenhet!) Ska anslutas till 3,3V istället för 5V i diagrammet.

För båda sensorerna levererar jag datablad.

Steg 3: Apparaten påverkar experimentet

Innan experimenten påbörjas måste vi kontrollera vår "apparats" inflytande på våra resultat. För att göra detta försöker vi några mätningar utan våra experimentella mål. Så efter att ha lämnat pinnarna ensamma försöker vi "se" dem med våra sensorer. Enligt våra mått på 18cm och på 30cm avstånd till pinnarna ger sensorerna irrelevant resultat. Så de verkar inte spela någon roll för våra kommande experiment.

Steg 4: Jämförelse av distansnoggrannhet

Vi märker att vid avstånd mindre än 40 cm eller så är infrarödets noggrannhet bättre, istället för de längre avstånden där ultraljudet verkar fungera bättre.

Steg 5: Materialberoende noggrannhet

För det experimentet använde jag olika färgade pappersmål utan skillnad i resultaten (för båda sensorerna). Den stora skillnaden, som förväntat, var med det transparenta plexiglasmålet och det klassiska målet för hårt papper. Plexiglaset tycktes vara osynligt för infrarött, istället för ultraljudet som inte var någon skillnad. För att visa detta presenterar jag bilderna från experimentet tillsammans med de relaterade mätningarna. Där noggrannheten hos den infraröda sensorn dominerar tävlingen är i fallet med starkt reflekterande yta. Det är det hårda papperet täckt med aluminiumfolie.

Steg 6: Jämförelse av vinkelrelaterad distansnoggrannhet

Enligt mina mätningar finns det ett mycket starkare beroende av noggrannheten på vinkeln för ultraljudssensorn, istället för den infraröda sensorn. Felaktigheten hos ultraljudssensorn ökar mycket mer med ökningen av vinkeln.

Steg 7: Arduino -kod för utvärdering

Koden är så enkel som möjligt. Målet är att samtidigt visa mätningarna från båda sensorerna på datorskärmen så att de är enkla att jämföra.

Ha så kul!