Инфракрасный датчик

У робота, собранного по инструкции small-robot-31313, впереди по ходу движения установлен инфракрасный датчик. Соединим его кабелем с портом "3" модуля EV3 и приступим к созданию программы.

Рассмотрим программный блок "Ожидание" Оранжевой палитры, переключив его в Режим: "Инфракрасный датчик" - "Сравнение" - "Приближение" (Рис. 3). В этом режиме программный блок "Ожидание" имеет два входных параметра: "Тип сравнения" и "Пороговое значение". Настраивать эти параметры мы уже умеем.

Рис. 3

Решение:

1. Начать прямолинейное движение вперед
2. Ждать, пока пороговое значение инфракрасного датчика станет меньше 20
3. Прекратить движение вперед
4. Отъехать назад на 1 оборот двигателей
5. Повернуть вправо на 90 градусов (воспользовавшись знаниями Урока №3, рассчитайте необходимый угол поворота моторов)
6. Продолжить выполнение пунктов 1 - 5 в бесконечном цикле.

Попробуйте решить Задачу № 17 самостоятельно, не подглядывая в решение.

Решение Задачи №17

Рис. 4

А теперь для закрепления материала попробуйте адаптировать решение Задачи №15 Урока №7 к использованию инфракрасного датчика! Получилось? Поделитесь впечатлениями в комментарии к уроку. ..

8.3. Дистанционное управление роботом с помощью инфракрасного маяка

Инфракрасный маяк, входящий в домашнюю версию конструктора Lego mindstorms EV3, в паре с инфракрасным датчиком позволяет реализовать дистанционное управление роботом. Познакомимся с маяком поближе:

1. Пользуясь инфракрасным маяком, направляйте передатчик сигнала (Рис. 5 поз. 1) в сторону робота. Между маяком и роботом должны отсутствовать любые препятствия! Благодаря широкому углу обзора инфракрасный датчик уверено принимает сигналы, даже если маяк располагается позади робота!
2. На корпусе маяка расположены 5 серых кнопок (Рис. 5 поз. 2), нажатия которых распознает инфракрасный датчик, и передает коды нажатий в программу, управляющую роботом.
3. С помощью специального красного переключателя (Рис. 5 поз. 3) можно выбрать один из четырех каналов для связи маяка и датчика. Сделано это для того, чтобы в непосредственной близости можно было управлять несколькими роботами.  

Рис. 5

Задача №18: написать программу дистанционного управления роботом с помощью инфракрасного маяка.

Мы уже знаем, что для реализации возможности выбора выполняющихся блоков необходимо воспользоваться программным блоком "Переключатель" Оранжевой палитры. Установим режим работы блока "Переключатель" в "Инфракрасный датчик" - "Измерение" - "Удалённый" (Рис. 6). 

Рис. 6

Для активации связи между инфракрасным датчиком и маяком необходимо установить правильное значение параметра "Канал" (Рис. 7 поз. 1) в соответствии с выбранным каналом на маяке! Каждому программному контейнеру блока "Переключатель" необходимо сопоставить один из возможных вариантов нажатия серых клавиш (Рис. 7 поз. 2). Заметьте: некоторые варианты включают одновременное нажатие двух клавиш (нажатые клавиши помечены красным цветом). Всего в программном блоке "Переключатель" в этом режиме можно обрабатывать до 12 различающихся условий (одно из условий должно быть выбрано условием по умолчанию). Добавляются программные контейнеры в блок "Переключатель" нажатием на "+" (Рис. 7 поз.3).

Рис. 7

Предлагаем реализовать следующий алгоритм управления роботом:

• Нажатие верхней левой кнопки включает вращение левого мотора, робот поворачивает вправо (Рис. 7 поз. 2 значение: 1)
• Нажатие верхней правой кнопки включает вращение правого мотора, робот поворачивает влево (Рис. 7 поз. 2 значение: 3)
• Одновременное нажатие верхних левой и правой кнопок включает одновременное вращение вперед левого и правого мотора, робот двигается вперед прямолинейно (Рис. 7 поз. 2 значение: 5)
• Одновременное нажатие нижних левой и правой кнопок включает одновременное вращение назад левого и правого мотора, робот двигается назад прямолинейно (Рис. 7 поз. 2 значение: 8)
• Если не нажата ни одна кнопка маяка - робот останавливается (Рис. 7 поз. 2 значение: 0).

При разработке алгоритма дистанционного управления вы должны знать следующее: когда нажата одна из комбинаций серых кнопок - инфракрасный маяк непрерывно посылает соответствующий сигнал, если кнопки отпущены, то отправка сигнала прекращается. Исключение составляет отдельная горизонтальная серая кнопка (Рис. 7 поз 2 значение: 9). Эта кнопка имеет два состояния: "ВКЛ" - "ВЫКЛ". Во включенном состоянии маяк продолжает посылать сигнал, даже если вы отпустите кнопку (о чём сигнализирует загорающийся зеленый светодиод), чтобы выключить отправку сигнала в этом режиме - нажмите горизонтальную серую кнопку еще раз.

Приступим к реализации программы:

Наш алгоритм дистанционного управления предусматривает 5 вариантов поведения, соответственно наш программный блок "Переключатель" будет состоять из пяти программных контейнеров. Займемся их настройкой.

1. Вариантом по умолчанию назначим вариант, когда не нажата ни одна кнопка (Рис. 7 поз. 2 значение: 0). Установим в контейнер программный блок "Независимое управление моторами", выключающий моторы "B" и "C".
2. В контейнер варианта нажатия верхней левой кнопки (Рис. 7 поз. 2 значение: 1) установим программный блок "Большой мотор", включающий мотор "B".
3. В контейнер варианта нажатия верхней правой кнопки (Рис. 7 поз. 2 значение: 3) установим программный блок "Большой мотор", включающий мотор "C".
4. В контейнер варианта одновременного нажатия верхних левой и правой кнопок (Рис. 7 поз. 2 значение: 5) установим программный блок "Независимое управление моторами", включающий вращение моторов "B" и "C" вперед.
5. В контейнер варианта одновременного нажатия нижних левой и правой кнопок (Рис. 7 поз. 2 значение: 8) установим программный блок "Независимое управление моторами", включающий вращение моторов "B" и "C" назад.
6. Поместим наш настроенный программный блок "Переключатель" внутрь программного блока "Цикл".

По предложенной схеме попробуйте создать программу самостоятельно, не подглядывая в решение! 

Решение Задачи №18

Рис. 8

Загрузите получившуюся программу в робота и запустите её на выполнение. Попробуйте управлять роботом с помощью инфракрасного маяка. Всё ли у вас получилось? Понятен ли вам принцип реализации дистанционного управления? Попробуйте реализовать дополнительные варианты управления. Напишите свои впечатления в комментарии к этому уроку.

* Хотите увидеть невидимые волны? Включите режим фотосъемки в мобильном телефоне и поднесите излучающий элемент дистанционного пульта от телевизора к объективу мобильного телефона. Нажимайте кнопки пульта дистанционного управления и на экране телефона наблюдайте свечение инфракрасных волн.

: типы, функционирование и варианты использования

Инфракрасные датчики — это особый тип датчиков движения, использующих инфракрасное излучение. Основным вариантом использования этого устройства является обеспечение физической безопасности и, в частности, обнаружение вторжений. Двумя типами инфракрасных датчиков являются активные инфракрасные датчики и пассивные инфракрасные датчики , причем последние являются предпочтительными в контексте физической безопасности.

В следующих параграфах мы подробно рассмотрим, как работают эти датчики, каковы идеальные варианты их использования и как выбрать лучший инфракрасный датчик для вашего бизнеса или дома.

Как работают инфракрасные датчики?

Инфракрасные датчики, как было сказано выше, работают с инфракрасным излучением. Функционирование зависит от того, является датчик активным или пассивным (PIR).

Активные инфракрасные датчики работают с радиолокационной технологией, они излучают и принимают инфракрасное излучение. Это излучение попадает на предметы поблизости и отражается обратно к приемнику устройства. Благодаря этой технологии датчик может не только обнаруживать движение в окружающей среде, но и определять, насколько далеко объект находится от устройства. Это особенно полезно в робототехнике для обнаружения близости.

Однако для физической безопасности пассивные инфракрасные датчики (PIR-датчики) определенно более распространены. Датчики PIR не излучают излучение, а просто принимают то, которое естественным образом излучают находящиеся поблизости объекты. Основное функционирование заключается в том, что пассивные инфракрасные датчики вызывают тревогу, когда в помещении обнаруживаются аномалии в инфракрасных волнах. Это происходит, если, например, теплый предмет (вроде злоумышленника) пересекает путь на сигнал устройства. Подробнее о функционировании PIR в последующих параграфах.

Отступление об инфракрасном излучении

Инфракрасное излучение работает в нижней части электромагнитного спектра и поэтому невидимо для человеческого глаза. Инфракрасная часть электромагнитного спектра находится между видимыми волнами и микроволнами. Длина волны инфракрасного излучения составляет от 0,75 до 1000 мкм и делится на три области:

• Ближний инфракрасный диапазон — от 0,75 до 3,3 мкм
• Средний инфракрасный диапазон — от 3 до 6 мкм
• Дальний инфракрасный диапазон — выше 6 мкм

Астроном Гершель открыл инфракрасную часть электромагнитного спектра с помощью знаменитого эксперимента по отражению призмы.

Инфракрасное излучение характерно для всех объектов, имеющих температуру выше абсолютного нуля (0 градусов по Кельвину или -273 по Цельсию). Такие объекты обладают тепловой энергией и могут излучать инфракрасные волны. В ИК-датчиках обычно используются инфракрасные лазеры и светодиоды с инфракрасными длинами волн.

Чтобы тепловая энергия достигала ИК-датчика, он должен использовать передающую среду. Совместимыми средами являются атмосфера, вакуум или оптические волокна. В качестве конвергентов излучения используются оптические линзы, изготовленные из комбинаций металлов и минералов, таких как кварц, фторид кальция, полиэтилен, германий, алюминий и кремний. Сошедшееся или сфокусированное излучение затем обнаруживается инфракрасными детекторами. Инфракрасные детекторы должны дополнительно использовать предварительные усилители для усиления сигнала.

Инфракрасная технология широко используется в коммерческих целях для:

• Приборов ночного видения.
• В астрономии для обнаружения объектов во Вселенной с помощью телескопов и твердотельных детекторов.
• В военных действиях для отслеживания ракет.
• В художественной реставрации для анализа картин и обнаружения скрытых слоев живописи.
• Для отслеживания наночастиц в живых организмах.

ИК-датчики также находят применение при изучении погоды, обнаружении газов, исследовании нефти и воды, а также в медицине для анестезиологических целей. ИК-датчики используются для обеспечения безопасности в составе систем контроля доступа.

Обзор ИК-датчиков

ИК-датчики движения — это специальные ИК-датчики, также называемые пассивными инфракрасными датчиками или пироэлектрическими датчиками. Аббревиатура PIR расшифровывается как «пассивный инфракрасный порт». Детекторы движения PIR предназначены для специального использования инфракрасного излучения - части, которая обнаруживает длину волны инфракрасного излучения, исходящего из окружающей среды. Они недороги, но очень чувствительны, чтобы обнаруживать и указывать, находится ли человек в поле обнаружения или покинул его.

Компоненты инфракрасных датчиков

Датчик движения PIR состоит из пироэлектрического компонента (сочетание металла и кристалла) и дополнительных электрических элементов, таких как электрические схемы, резисторы и конденсаторы. Пассивный ИК-датчик обычно защищен металлической оболочкой и имеет силиконовое окно, пропускающее излучение. Большинство ИК-датчиков имеют прямоугольную форму и диапазон чувствительности до 20 футов. Что касается источника питания, они относятся к диапазону входного напряжения 3,3–5 В.

Датчик в ИК-датчике движения состоит из двух половин, поскольку его назначение не только в обнаружении инфракрасных волн, но и в индикации изменения в качестве сигнала движения. Датчик бездействует, когда в поле обнаружения нет движения. Однако, когда человек или другое живое существо, излучающее тепло, например животное, проходит в диапазоне поля, оно производит положительное дифференциальное изменение в первой половине на своем пути и отрицательное дифференциальное изменение во второй половине датчика на входе. его выход. Чтобы иметь возможность обнаруживать и передавать тонкие сигналы, датчик движения PIR включает в себя линзу или, конкретно, больше линз, объединенных в виде меньших секций в более крупный компонент, называемый линзами Френеля.

PIR-датчики могут использоваться для обнаружения движения людей, животных и объектов.

ПИК-датчики и температура

ПИК-детекторы движения также могут быть помещены в термометры для измерения температуры удаленного движущегося объекта. Аварийные бригады используют PIR-датчики в спасательных целях, например, если человек заблудился в горах, или в медицинских целях для определения температуры кожи. Они помещаются в пульты телевизора и компьютерные мыши для управления определенными функциями, такими как включение и выключение или прокрутка.

Инфракрасные датчики и контроль доступа

При установке на стене или потолке PIR-датчики могут использоваться в системе контроля доступа для передачи на центральный пульт информации о том, что в зоне замечено движение. Затем инфракрасные датчики вызывают тревогу и сообщают о событии владельцу, правоохранительным органам или подрядчику по обеспечению безопасности, в зависимости от того, кто отвечает за принятие мер. Датчики также могут инициировать видеозапись или активировать физические барьеры, чтобы предотвратить побег злоумышленника.

Kisi имеет собственные функции сигнализации вторжения и использует пассивные инфракрасные датчики. Если вы хотите узнать больше об этой функции, не стесняйтесь проверить нашу страницу продукта или связаться с нашим отделом продаж.

Если вы хотите узнать больше о охранной сигнализации и о том, как ее выбрать, посетите нашу обзорную страницу.

Инфракрасный датчик – как он работает, типы, области применения, преимущества и недостатки

Инфракрасный датчик чаще всего используется в беспроводной технологии, где задействованы функции дистанционного управления и обнаружение окружающих объектов/препятствий. В этом посте мы обсудим, что такое инфракрасный датчик, принцип его работы, как он работает, типы, области применения, преимущества и недостатки.

Лучшее приложение цифрового кошелька для Android

Включите JavaScript

Лучшее приложение цифрового кошелька для Android

Что такое инфракрасный датчик препятствия в своем диапазоне. Некоторые из его функций — датчики тепла и движения.

ИК-датчики используют инфракрасное излучение с длиной волны от 0,75 до 1000 мкм, которое находится между видимой и микроволновой областями электромагнитного спектра. ИК-область не видна человеческому глазу. Инфракрасный спектр подразделяется на три области в зависимости от длины волны: ближний инфракрасный, средний инфракрасный и дальний инфракрасный.

Тепловой инфракрасный датчик

Тепловой инфракрасный датчик не зависит от длины волны. В качестве источника энергии они используют тепло.

Тепловые извещатели имеют медленное время обнаружения и время отклика.

Рис. 5 – Инфракрасный датчик как датчик тепла

Квантовый инфракрасный датчик

Квантовый инфракрасный датчик зависит от длины волны. Они имеют высокое время обнаружения и время отклика. ИК-датчики этого типа требуют частого охлаждения для точного измерения.

Применение инфракрасного датчика

ИК-датчики нашли свое применение в большинстве современного оборудования. Ниже приведен список датчиков, названных в честь их использования.

Датчик приближения

Используются в смартфонах для определения расстояния до объекта. Они используют принцип под названием Reflective Indirect Incidence. Излучение, передаваемое передатчиком, принимается приемником после отражения от объекта. Расстояние рассчитывается на основе интенсивности полученного излучения.

Счетчик предметов

Для подсчета предметов используется метод прямого падения. Между передатчиком и приемником поддерживается постоянное излучение. Как только объект отсекает излучение, предмет обнаруживается и количество увеличивается. Такой же счет отображается на дисплее системы.

Охранная сигнализация

Это одно из широко используемых датчиков. Это еще один пример метода прямого падения.

Работает аналогично счетчику товаров, где передатчик и приемник располагаются по обеим сторонам дверной коробки. Между передатчиком и приемником поддерживается постоянное излучение, всякий раз, когда объект пересекает траекторию, срабатывает сигнал тревоги.

Рис. 6 – Применение инфракрасного датчика

Радиационные термометры

Это одно из ключевых применений инфракрасных датчиков. Работа радиационного термометра зависит от температуры и типа объекта.

Они имеют более быстрый отклик и простые измерения шаблона. Они могут производить измерения без прямого контакта с объектом.

Обнаружение человеческого тела

Этот метод используется при обнаружении вторжений, автоматических выключателях света и т. д. Система охранной сигнализации измеряет температуру человеческого тела.

Если температура выше порогового значения, включается сигнализация. Он использует электромагнитную систему, которая подходит для человеческого тела, чтобы защитить его от нежелательных вредных излучений.

Газоанализаторы

Газоанализаторы используются для измерения плотности газа с использованием поглощающих свойств газа в ИК-диапазоне. Доступны газоанализаторы дисперсионного и недисперсионного типа.

Прочие области применения

ИК-датчики также используются в устройствах инфракрасного изображения, измерителях оптической мощности, устройствах сортировки, наведении ракет, дистанционном зондировании, мониторах пламени, анализаторах влажности, приборах ночного видения, инфракрасной астрономии, безопасности на железнодорожном транспорте и т. д.

Преимущества инфракрасного датчика

Инфракрасный датчик имеет следующие преимущества:

• Низкое энергопотребление делает его пригодным для большинства электронных устройств, таких как ноутбуки, телефоны, КПК.
• Практически с одинаковой надежностью способны обнаруживать движение при наличии/отсутствии света.
• Не требуют контакта с объектом для обнаружения.
• Нет утечки данных из-за направленности луча ИК-излучения.
• Не подвержены коррозии или окислению.
• Обладают очень высокой помехоустойчивостью.

  ---

  Learn more

  • Клеммник для соединения проводов
  • Карнизный свес крыши
  • Оптимальная высота конька двухскатной крыши одноэтажного дома
  • Сварка автогеном
  • Силикон для аквариума какой лучше
  • Что смешать чтобы получить коричневый
  • Площадка перед домом
  • Как правильно отрегулировать пластиковые окна
  • Быстросохнущая краска по дереву для наружных работ
  • E 1 мебельный
  • Компресс из настойки мухомора

  
  
  

  ФИО* E-mail* Запрос*

  Прикрепить файл