Джереми Блум - Изучаем Arduino - инструметы и методы технического волшебства

В завершение этой главы применим знания, полученные ранее, для создания дальномера. Система состоит из инфракрасного (ИК) датчика расстояния, установленного на серводвигателе, и четырех светодиодов. Четыре позиции вала серводвигателя панорамируют датчик по периметру комнаты, что позволяет примерно определить расстояние до объектов в каждой из четырех областей. Яркость четырех светодиодов меняется в зависимости от расстояния до объекта в каждой области.

Так как инфракрасный свет является частью электромагнитного спектра, невидимой для человеческого глаза, подобная система может использоваться для создания "ночного видения". ИК-датчик расстояния работает следующим образом. Излучение ИК-светодиода воспринимается фотоприемником, который расположен рядом со светодиодом. Таким образом определяется расстояние до объекта, которое преобразуется в аналоговое напряжение и далее анализируется с помощью микроконтроллера. Даже если в комнате темно и расстояние до объекта неизвестно, дальномер позволит его узнать, потому что он работает в диапазоне, невидимом для человеческого глаза.

Разные модели ИК-датчиков могут иметь различные интерфейсы. Если ваш датчик отличается от рассмотренного в этом примере, необходимо ознакомиться с документацией, чтобы убедиться, что он является аналоговым.

ПРИМЕЧАНИЕ

Вы можете посмотреть демонстрационный видеоклип работы датчика расстояния на сайте http://www.exploringarduino.com/content/ch4.

- 104 -

Прикрепите термоклеем датчик расстояния на вал серводвигателя, как показано на рис. 4.13. Я предпочитаю термоклей, потому что он прочно крепит и при необходимости достаточно легко удаляется. Тем не менее, вы можете также воспользоваться суперклеем, шпатлевкой или клейкой лентой.

Рис. 4.13. ИК-датчик расстояния, установленный на сервоприводе

Затем подключаем сервопривод к контакту 9 платы Arduino, для питания сервопривода используем стабилизатор напряжения на 5 В. ИК-датчик расстояния соединяем с аналоговым входом A0. Четыре светодиода подключаем к контактам 3, 5, 6, и 11 через резисторы номиналом 1 кОм. На плате Arduino Uno предусмотрено шесть выводов ШИМ, но контакты 9 и 10 нельзя задействовать для создания ШИМсигналов, потому что аппаратный таймер, обеспечивающий ШИМ, занят библиотекой Servo. При желании увеличить число светодиодов, необходимо взять плату Arduino Mega или реализовать собственное программное обеспечение для формирования ШИМ.

Монтаж компонентов выполняйте согласно рис. 4.13. Я использовал синие светодиоды, но вы можете выбрать светодиоды любого другого цвета. ИК-датчик расстояния присоедините к сервоприводу, как показано на рис. 4.13.

Последний шаг - программирование датчика. Алгоритм работы системы следующий:

1. Поворот вала сервопривода в одну из четырех позиций.

2. Измерение расстояния.

3. Преобразование его в значение, которое подходит для управления светодиодом.

4. Изменение яркости соответствующего светодиода.

- 105 -

Рис. 4.14. Схема подключения датчика расстояния

5. Выбор следующей позиции вала сервопривода.

6. Возврат к шагу 1.

Код программы приведен в листинге 4.7. Создайте в Arduino IDE новый проект, скопируйте этот код и загрузите его в плату Arduino.

Листинг 4.7. Программа ИК-датчика расстояния

// ИК-датчик расстояния

#include

const int SERV0=9; // Вывод 9 для подключения сигнального провода сервопривода

const int IR=0;// Подключение ИК-датчика расстояния к аналоговому входу A0

const int LED1=3; // Вывод светодиода 1

const int LED2=5; // Вывод светодиода 2

const int LED3=6; // Вывод светодиода 3

const int LED4=11; // Вывод светодиода 4

// Создание объекта Servo

Servo myServo;

- 106 -

int dist1 = 0;//Расстояние в первой области

int dist2 = 0;//Расстояние во второй области

int dist3 = 0;//Расстояние в третьей области

int dist4 = 0;//Расстояние в четвертой области

void setup()

{

myServo.attach(SERV0);

pinMode(LED1, OUTPUT);//Сконфигурировать

pinMode(LED2, OUTPUT);//контакты подключения

pinMode(LED3, OUTPUT);//четырех светодиодов

pinMode(LED4, OUTPUT);// как выходы

}

void loop()

{

// Поворот вала сервопривода по четырем позициям

dist1 = readDistance(15);

analogWrite(LED1, dist1);

delay(300);

dist2 = readDistance(65);

analogWrite(LED2, dist2);

delay(300);

dist3 = readDistance(115);