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光电传感器

光电传感器与单片机:光电传感器如何接到单片机上

发布日期:2022-10-09 点击率:43

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光电传感器与单片机:光电传感器如何接到单片机上

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2022深圳国际智能安防展览会-安博会

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2022第十届国际智能家居展览会(深圳站)

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2022第九届深圳国际人工智能展览会

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商米SUNMI V系列全新升级,打造数字化好拍档

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工业4.0时代下的自连边缘计算解决方案

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深圳2022中国元宇宙展览会

新物联号:元宇宙                               2021-11-19    共有: 13 浏览
 2021年,元宇宙迎来爆发,各路资本也纷纷下场,围绕元宇宙正形成 一个庞大的产业链,也被投资界认为是宏大且有巨大商业价值的投资 领域。2021年也被称为是「元宇宙」元年。 如何在风起云涌的元宇宙浪潮中抢占先机。

2022中国(北京)国际半导体博览会

新物联号:昶文展览                              2021-11-19    共有: 13 浏览
 “2022中国(北京)国际半导体博览会”将于2022年6月27-29日在北京国家会议中心隆重举办,经过多年的发展,已成为国内外具有一定影响力的半导体业界盛会。涵盖了半导体技术制造的各个方面,包括设备、设计、光刻、集成、材料、流程、制造以及新兴半导体科技和硅材料应用等。除此之外,诺贝尔奖获得者、各大公司高层代表以及业内专家们齐聚一堂,聚焦行业热点话题,就LED、半导体材料以及微电子机械系统等进行探讨

2022中国工业自动化展,2022东莞工业物联网展览会

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 展会名称:CMM工业自动化&工业装配与传输技术展,同期展会:东莞国际芯片及半导体产业博览会Chips&SemiconS。
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2022中国电子制造自动化设备展览会

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 展会名称:CMM电子制造自动化&资源展,同期展会:东莞国际芯片及半导体产业博览会Chips&SemiconS。CMM电子制造自动化&资源展全面展示智能制造生产过程中的自动化、制造环境、品管技术、工装夹具、过程材料、智能仓储、信息化技术等资源,以满足电子工厂在智能制造转型道路上的各类需求。
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2022东莞半导体芯片展|材料展|封装测试|设备展

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科技引领绿色发展,2021河北·中日节能环保科技发展高峰云论坛将于11月24日线上举办

新闻来源:2021河北中日节能环保科技发展高峰云论坛    2021-11-19    共有: 44 浏览
 为落实党和国家关于经济结构升级、绿色转型、可持续发展等战略部署,进一步落实河北省产业转型升级、构建京津冀生态环境共同体的战略布局,“科技引领绿色发展,2021河北·中日节能环保科技发展高峰云论坛”将于11月24日在线上隆重召开。

2022北京第十五届物联网展览会

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 目前我国AIOTE智能物联网行业经济体量已达2万亿元,行业规模正在超预期增长,国内物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%。AIOTE智能物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网相关企业带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

区块链钱包imtoken钱包简介说明

新闻来源:    2021-11-21    共有: 47 浏览
 在虚拟资产区块链钱包里,IMtoken是非常出名的。这款区块链钱包的安全性级别是非常高的,它设立了多重签名可以有效防盗,还支持多种钱包类型,资产状况一目了然,操作也非常简单。imToken是一款区块链数字资产管理工具,为用户提供安全、可信赖的数字资产管理服务。

智慧停车反向寻车蓝牙信标室内导航定位原理及系统功能

新物联号:极光通信                              2021-11-21    共有: 27 浏览
 在覆盖蓝牙信标的区域,蓝牙信标周期性地广播IBeacon信号,手机接收到信号后,通过本地算法根据信号的强弱,生成手机所在位置的特征值,并根据特征值生成终端的位置信息。使用手机终端的用户在不同位置接收到的蓝牙信号的特征值不同,通过对比系统生成的特征值与接收到的特征值进行比对,从而判断用户所在的位置。

元宇宙概念meta由来及发展状况

新闻来源:新物联Newiot 整理    2021-11-21    共有: 43 浏览
 最近,元宇宙概念由于Facebook加入,炒的更加火热。元宇宙(metaverse)一词,诞生于1992年的科幻小说《雪崩》,小说描绘了一个庞大的虚拟现实世界,在这里,人们用数字化身来控制,并相互竞争以提高自己的地位,到现在看来,描述的还是超前的未来世界。 元宇宙是在扩展现实(XR)、区块链、云计算、数字孪生等新技术下的概念具化。

光电传感器与单片机:光电传感器如何接到单片机上  第2张

光电传感器与单片机:单片机与光电传感器

51单片机之光敏传感器,比较器原理芯片
(一)光敏传感器说明:

(二)电压比较器功能:

(二)输出模式:
由于比较器的输出电压在0~36V,所以要是把Vout接在比较器的VCC上的话,Vout的电压便也输出 0~ 36V,导致比较器无法和芯片沟通传递数据,所以要在Vout上加一个开漏输出的上拉电阻,使其输出5V电压,方便和其他电器和芯片沟通。

(2).强推挽输出:(当输出为高(低)电平时,还有驱动能力,因为驱动电流比较大)
既可以输出高电平也可以输出低电平,当输入为1时,下方晶体管(当三极管来看待),导通右边Vout输出为低电平,此时有灌电流。
当输如=入为0时,下方晶体管不导通,上方导通VDD电压下来,使Vout输出为高电平。
(3).难点:参数

共模输入电压:
就是限制比较器的V+和V-的电压范围,以此来使Vout的输出在一个正常范围内。
我们单片机上是VCC-1.5V或者2V。
所以我们输入的两个电压必须在0~3.5V(VCC-1.5V=3.5V)。

(3).输入失调电压:(输入失调电流是由输入失调电压导致的)

计算:(放大倍数)

(4).电路分析:(手写是电路原理)
GM-OUT就是Vout,U14就是LM393,J15就是电路板上的排针,只要把5和6连起来就可以将光敏电阻接到P1.7上,此时将KS-OUT,ZS-OUT,GM-out接到指示灯上,即可完成光敏控制电路。

(5)家用安全电压知识:

(6)代码:
光控电路代码:继电器控制光控电路:

(7).作业:

作业代码:

光电传感器与单片机:系统功能

我会通过本系列文章,详细介绍如何从零开始用51单片机去实现智能小车的控制,在本系列的上一篇文章中介绍了3种可用来让小车实现避障的传感器,本文作为本系列的第三篇文章,主要介绍如何让车实现自动避障。
本系列文章链接:
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详细介绍如何从零开始制作51单片机控制的智能小车(一)———让小车动起来
详细介绍如何从零开始制作51单片机控制的智能小车(二)———超声波模块、漫反射光电管、4路红外传感器的介绍和使用
详细介绍如何从零开始制作51单片机控制的智能小车(三)———用超声波模块和漫反射光电传感器实现小车的自动避障
详细介绍如何从零开始制作51单片机控制的智能小车(四)———通过蓝牙模块实现数据传输以及通过手机蓝牙实现对小车运动状态的控制
详细介绍如何从零开始制作51单片机控制的智能小车(五)———对本系列第四篇文章介绍的手机蓝牙遥控加减速异常的错误的介绍及纠正
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一、避障思路及传感器的选择
1、利用4路红外寻迹避障传感器模块实现避障
?可以让一路传感器检测左边的障碍物,一路传感器检测右边的障碍物,两路传感器检测前方的障碍物,如下图所示:

?这种方法呢实现起来是最简单的,对于0基础的可以尝试一下,障碍物检测距离一般在20cm左右,在车速不太快,而且在室内(也就是无阳光直射)时是可行的,也可以很好的实现避障。

?缺点呢或者说不足之处,也就很明确了,在室外(或者阳光直射时)传感器受阳光干扰可能不能正常工作,检测距离20cm左右,车速过快时,在检测到障碍物时,不能直接转弯(因为车速过快,还没来得及转弯可能就撞上了),需要往回倒一下,再转弯。

2、利用4个漫反射光电传感器模块实现避障
?可以让一个传感器检测左边的障碍物,一个传感器检测右边的障碍物,两路传感器检测前方的障碍物。就像上面的4路红外寻迹避障传感器的摆放方向一样
?这种方法呢,避障思路跟利用4路红外寻迹避障传感器模块实现避障是相同的,只是换了传感器类型而已,但是漫反射光电传感器抗阳光干扰能力强,克服了4路红外寻迹避障传感器模块在室外(或者阳光直射时)传感器受阳光干扰可能不能正常工作的缺点。

?缺点呢或者说不足之处,检测距离也在20cm附近,依然没能克服车速过快时,在检测到障碍物时,不能直接转弯的不足,而且呢漫反射光电传感器模块体积、重量、价格都要高一些。

3、利用超声波模块和舵机云台实现避障
?避障思路呢大体是这样的,正常情况下超声波模块检测前方障碍物,当检测到障碍物时,小车停止前行,舵机云台转动,让超声波模块分别转向小车的左右两侧检测左右两侧是否有障碍物,来决定下一步的转向,超声波模块重新超前,开始转向。

?这种方法呢,利用超声波模块测距远,一般常见的超声波模块测距最远在4.5米左右,完全不用担心车速过快来不及反应的情况,而且基本不受阳光干扰(当环境温度升高时,声音的传播速度会加快,对测距产生一定的误差,但是误差很小很小,对于超声波模实现避障来说完全可以忽略)也就是说超声波模块很好的解决了以上两个问题

?缺点呢或者说不足之处,也很明确,从避障思路我们可以看出这种方案小车不能连续的运动,当遇到障碍物时,小车就会停下来判断下一步该往哪个方向转弯,除此之外,超声波模块用起来比前两种难一些

4、利用超声波模块和2个漫反射光电传感器实现避障(也就是本文采用的方法)
?避障思路呢就是利用超声波模块检测前面的障碍物,两个漫反射光电传感器分别检测左右两侧的障碍物。

?这种思路结合了这两种传感器的优点,互补了他们的不足,即同时克服阳光直射时传感器不能正常工作、车速过快时,在检测到障碍物时,不能直接转弯、遇到障碍物需要停车判断 这三种不足可以说是一种比较理想的方案。唯一的缺点呢,就是超声波模块本身用起来难度要大一些,当然对富有挑战精神的人,也就不算缺点了

二、超声波测距程序的编写
1、概述
?我将在本系列第一篇博文中介绍的程序的基础上进行超声波测距程序的编写的介绍,前提是理解超声波模块的测距的工作流程(不明白的可以去看本系列第二篇文章的介绍),我们需要用到两个定时器,而STC89C52单片机只有两个定时器,前面呢我们已经把定时器0中断用来控制电机的PWM输出,所以我们把超声波测距的启动信号也合并到定时器0里面,让定时器1来检测超声波模块有无信号返回。
2、I/O口触发测距的实现程序的编写
?超声波模块工作的第一步呢就是让块Trig 管脚所接的单片机I/O口置为高电平,而且需要持续10us以上,(本例中我采用的是让单片机P14 I/O口 接在了超声波模块的Trig 管脚上,让单片机P15 I/O口 接在了超声波模块的Echo管脚上,大家可以根据实际情况自己选择,只要跟程序对应起来就行),此处有一点需要注意就是为了避免下一次超声波模块发出的信号,对上一次的返回信号产生影响,超声波模块发出信号的时间间隔要在60ms以上,本例中我配置的定时器0是每1ms产生一次中断,设置一个变量HC_SR04_time,定时器0每产生一次中断,该变量累加1,每当加到250时,让该变量清零,同时让超声波模块发出检测信号,也就是说每250ms 超声波模块发出一次检测信号(数值呢大家可以自行调节),发出检测信号只需要让Trig为高电平并且持续10us以上 ,再让Trig为低电平,这样超声波模块就会自动发出一次检测信号了,我把这个过程写在函数StartModule() 里面本部分相关程序如下:

3、检测有无障碍物的程序编写以及检测距离的调节方法
?上面呢我们已经利用定时器0来通过 Trig口让超声波模块每250ms发出一次检测信号,接下来我们需要用定时器1来检测有没有信号返回,也就是前方有没有障碍物,怎么实现呢,通过前面的介绍我们知道,只要Echo管脚为高电平就有信号返回,通过定时器1来测量高电平持续的时间,通过公式:测试距离=(高电平时间*声速(340M/s)/2) 就可以计算障碍物距离传感器的距离了,当Echo变为高电平时,就让定时器1清零,并打开定时器1,开始计数,当Echo变为0时,利用公式计算障碍物距离,计算完后令定时器1清零 并关闭定时器1 这样只要有信号返回,即只要Echo被置为1 定时器1就会被及时的清零,也就不会触发定时器1溢出中断,若是没有信号返回(也就是没有障碍物,或者障碍物超出了传感器的测量范围,本文用的传感器测量最大值为4.5米),Echo就不会被置1,定时器1也就不会被清零,从而产生溢出中断,在溢出中断里放一个变量flag ,若产生中断则让其置1,这样就通过定时器是否产生溢出中断,即flag是否为1,来判断是否检测到障碍物了。
?有一点需要注意,这样检测的是距离传感器最大检测距离内有无障碍物,但是我们把它用来让小车避障,我不能距离障碍物4.5米就让小车转弯吧,这就需要通过程序调节检测距离了,只需要增加一个判断条件就行了,我们利用公式算出来障碍物的距离S ,将flag=1或者S>我们设定的检测距离,都视为没有障碍物处理就可以了,如 if(flag==1||S>50) 就是把50cm作为检测距离,检测的是50cm内有无障碍物,50呢是暂定的,在后期调车的时候,根据实际情况进行调节
?本部分有关程序如下(完整的工程文件会在介绍完避障程序后一并给出):

三、自动避障的实现
?目前呢我们用于避障的传感器有检测左右两侧障碍物的漫反射光电管,检测前方障碍物的超声波模块,大体思路是这样的,当超声波模块没有检测到设定距离内的障碍物时,小车直行,当检测到前方障碍物时,若此时左边漫反射传感器没有检测到障碍物,则左转,当此时左边有障碍物时,若右边没有障碍物则右转,若右边也有障碍物则后退,大家看的可能比较乱,我整理成如下的逻辑表:

?表格中的有代表有障碍物,无代表无障碍物,X代表可以有也可以没有障碍物 若前方有障碍物则 M_sensor=0 没有则 M_sensor=1,若左侧有障碍物 ,则 L_sensor=0 ,没有则 L_sensor=1 若右侧有障碍物则 R_sensor=0 没有则 R_sensor=1,程序如下:

?在测试中我发现,当电池电量较低时,原来的转弯方式(一侧电机停转,另一侧电机前进)转弯效率较低,所以说把转弯的函数修改为一侧后退,另一侧前进,代码如下:

?经过测试后,这种方案呢并没有理想的那么好,因为超声波模块存在一些缺陷,比如偶然会产生误判,明明前方什么障碍物都没有,会在一瞬间突然检测到障碍物,又突然消失,而且在以下两种情况下检测不到障碍物

?如上图的这种情况呢,超声波模块检测不到返回的信号,产生误判

?如上图的这种情况呢,超声波模块检测不到侧前方的细柱型障碍物,产生误判
? 以上两种缺陷呢,是超声波模块固有的缺陷,是无法通过超声波模块本身去纠正的,解决方法呢,可以在超声波模块的两侧分别再加一个朝前的检测前方障碍物的漫反射光电传感器,这样呢可以克服以上的几个缺陷,经过我的实际测试,漫反射光电传感器几乎不会产生误判,除了检测距离有点短之外,可以说是比较好的,这样呢就是4路漫反射光电传感器为主,超声波模块呢只是辅助检测前方的较远的的障碍物,补充漫反射传感器检测距离有限的缺陷,这种方案呢我就不详细介绍了,有兴趣的可以自己尝试一下
四、完整的各文件代码
?main.c文件

?motor_control.c文件

?HC_SR04.c文件

?car.h文件

本文到这里就结束了,本文介绍的内容的完整的keil文件会放在附件里,需要者自取,我放的时候都是免费的,但是过段时间它会自己涨…需要的在评论区留言我可以直接发给你,欢迎大家继续阅读本系列的后续文章“详细介绍如何从零开始制作51单片机控制的智能小车(四)———通过蓝牙模块实现数据传输以及对小车状态的控制”
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光电传感器与单片机:鼠标的光电传感器向单片机发出的信号是怎样的?

不知道您指的是机械鼠标吗?激光接收器得到的是离散的脉冲信号
一般鼠标上的光流传感器自带图像处理,大概原理是光源发光被鼠标下面的东西比如鼠标垫反射回接收器,因为鼠标垫表面的形貌是不同的,所以接收器收到的间隔很短时间两帧图像是有差别的,处理器通过算法由前后几帧图像的差别解算出鼠标移动的距离,方向,速度。
至于处理器收到的信号,我猜我猜我猜可能是各像素点灰度的数字编码吧
不知道你说的是哪个型号的光流传感器,因为我最近在研究无人机的室内定位,所以这方面了解比较多点,我拆解了一款清华同方的光电鼠标,发现里面的光流传感器是PAN3204 DIP8封装,(如图)
查询下技术手册可以发现是串行接口,如图:
其中SDIO是串口数据输入/输出端口SCK是串口的时钟端口。时钟信号由主控制器发出。
当向SDIO端口写入读/写地址以后,数据就通过这个端口写入或读出。
支持这类型的串行接口还有ADNS-2610(DIP8)等等。
可以看看结构,主要由COMS sensor + DSP 组成,内嵌成熟的光流算法。
不过后来,我发现APM的光流传感器方案是基于ADNS-3080这个颗SOC的,它同样集成了图像传感器、DSP、内嵌光流算法,接口是SPI的,单片机可以直接驱动。可以看看:
光流传感器 |
ArduCopter中文网
当然不同光流传感器接口不一样啦,还有PS/2协议的,例如:OM02
好啦,知道通信协议,你自然就能明白“光电传感器向单片机发出的信号是怎样的”,本质上就是一连串数字离散信号,数据内容基本都是帧头,x和y方向的移动量,帧尾,校验。
PS:测试发现ADNS-3080 and STM32F4使用DMA来做室内定位效果不错,特别是融合九轴姿态数据。 如果有什么需要补充说明我还会再来的。。

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