Descripción
Este sensor compacto hace posible medir la distancia de objetos a una distancia de hasta 50 cm (20 ″) utilizando una interfaz de ancho de pulso digital simple (similar a una señal de control de servo). Utiliza un módulo lidar de corto alcance para medir con precisión cuánto tardan los pulsos emitidos de luz láser infrarroja segura para los ojos en llegar al objeto más cercano y reflejarse, lo que permite una resolución de 3mm. Siempre que el sensor esté habilitado, toma medidas de distancia continuas y codifica los rangos como los anchos de pulsos altos, que luego pueden ser cronometrados por un microcontrolador usando una sola entrada digital.
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La incertidumbre temporal es de aproximadamente ± 5%. A medida que los objetos se acercan al sensor, el ancho de pulso de salida se acercará a 1,0 ms, mientras que un objeto detectado a 50 cm producirá un ancho de pulso de 1,667 ms. El sensor usa un ancho de pulso de 2.0 ms para indicar que no hay detección. El período de pulso T varía de alrededor de 9 ms a 20 ms, dependiendo de la proximidad del objeto detectado.
El rango de detección máximo depende de la reflectividad del objeto y las condiciones de iluminación ambiental. En las pruebas hechas, el sensor pudo detectar de manera confiable una hoja de papel blanca a unos 50 cm de distancia, y pudo detectar de manera confiable una mano a unos 30 cm de distancia. El siguiente gráfico muestra las distancias medidas de cinco unidades frente a sus distancias reales desde un objetivo de papel blanco en varios rangos diferentes:
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Tenga en cuenta que si bien este sensor puede detectar objetos casi hasta la cara del sensor, la distancia mínima efectiva que puede medir es de alrededor de 1 cm, por lo que los objetos a menos de 1 cm aún pueden dar como resultado una distancia medida de alrededor de 1 cm.
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Especificaciones
- Voltaje de funcionamiento: 3,0 V a 5,5 V
- Consumo de corriente: 30 mA (típico) cuando está habilitado, 0,4 mA cuando está deshabilitado
- Alcance máximo: aproximadamente 50 cm (20″) (para objetivos de alta reflectividad en buenas condiciones ambientales; objetivos de menor reflectividad o malas condiciones ambientales reducirán el rango de detección máximo)
- Frecuencia de actualización mínima: 50 Hz a 110 Hz (período de 20 ms a 9 ms)
- Campo de visión (FOV): 15 ° típico; puede variar con la reflectancia del objeto y las condiciones ambientales
- Tipo de salida: señal digital (baja al detectar un objeto, alta en caso contrario)
- Dimensiones: 0.8″ × 0.35″ × 0.122″ (21.6 × 8.9 × 3.1 mm); consulte el diagrama de dimensiones (192k pdf) para obtener más información
- Peso: 0,014 oz (0,4 g)
Usando el sensor
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Se necesitan tres conexiones para utilizar este módulo: VIN, GND y OUT. Estos pines son accesibles a través de una hilera de cabezales con paso estándar de 0,1. El pin VIN debe conectarse a una fuente de 3~5,5V, y GND debe conectarse a 0 voltios. El sensor emite sus pulsos digitales en el pin OUT. El nivel bajo de los pulsos es 0V y el nivel alto es VIN. Un LED rojo en la parte posterior de la placa también se enciende cada vez que se detecta un objeto (cuanto más cerca está el objeto, más brillante es el LED).
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La placa tiene un pin ENABLE opcional que ayuda a poner el sensor en un estado de bajo consumo de energía, el cual consume aproximadamente 0,4 mA. Se puede acceder a este pin a través de una vía o su pad de montaje en superficie vecina en la parte posterior, serigrafiado como “EN”. El pin ENABLE se eleva a VIN, lo que habilita el sensor de forma predeterminada.
La placa cuenta con cuatro puentes de configuración de montaje en superficie que determinan su modo de funcionamiento. Las diferentes versiones de los sensores de distancia digital Pololu se envían con los puentes adecuados precargados con resistencias de 0 Ω. Estas resistencias se pueden desoldar o se pueden agregar puentes de soldadura en los lugares vacíos para convertir una versión de sensor en otra. La tabla de la sección siguiente muestra la configuración de los puentes para las diferentes versiones.
La placa tiene un agujero de montaje destinado a ser utilizado con tornillos M2.
La familia de sensores digitales de distancia Pololu
Pololu presenta las diferentes versiones de este sensor, todos con las mismas dimensiones y distribución de pines:
| Tipo de salida | Sensor | máximo rango |
Tasa de actualización mínima |
Ajustes de puente (4321) |
|---|---|---|---|---|
| digital (no proporciona medición de distancia) |
#4050: salida digital, 5 cm | 5 cm | 145 Hz | 0000 |
| #4052: salida digital, 10 cm | 10 cm | 115 Hz | 0010 | |
| #4054: salida digital, 15 cm | 15 cm | 95 Hz | 0100 | |
| ancho de pulso (proporciona medición de distancia ) |
#4064: Salida de ancho de pulso, 50 cm máx. | 50 cm | 50 Hz | 1110 |
Estos son los gráficos de salida para las tres versiones de salida digital (items #4050, #4052 y #4054) que solo informan si un objeto está en su rango de detección:
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El gráfico de salida es un poco diferente para la versión que usa un ancho de pulso para codificar la distancia medida (item #4064). La salida para esta versión es similar a las señales de control de servo de hobby y se muestra a continuación en función del tiempo:
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Comparación con los sensores de distancia digitales de Sharp
Estos sensores de distancia digitales Pololu tienen el mismo factor de forma y configuración de pines que las placas de los sensores de distancia digitales Sharp GP2Y0D8x , y están disponibles en los mismos rangos de 5 cm, 10 cm y 15 cm. Esto significa que se pueden usar como reemplazos para estos módulos que ya no están en producción. Los sensores de estas unidades más nuevas son mucho más delgados que los módulos Sharp, por lo que el punto de rango cero está aproximadamente 7 mm más cerca de la PCB y el ángulo del haz de las unidades más nuevas es más ancho. Las imágenes a continuación muestran comparaciones lado a lado de los dos:
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