Hình 2. 15 Cảm biến hồng ngoại.
Tổng quan:
Cảm biến hồng ngoại (IR Sensor) là một thiết bị điện tử đo và phát hiện bức xạ
hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Bức xạ hồng ngoại đã vơ tình được phát hiện bởi một nhà thiên văn học tên là William Herchel vào năm 1800. Trong khi đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng (cách nhau bởi một lăng kính), ơng nhận thấy rằng nhiệt độ vượt ra ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất. IR Sensor là vơ hình đối với mắt người, vì bước sóng của nó dài hơn ánh sáng khả kiến (mặc dù nó vẫn nằm trên cùng một phổ điện từ). Bất cứ thứ gì phát ra nhiệt (mọi thứ có nhiệt độ trên năm độ Kelvin ) đều phát ra bức xạ hồng ngoại.
Cảm biến có khả năng nhận biết vật cản ở môi trường với một cặp LED thu phát hồng ngoại để truyền và nhận dữ liệu hồng ngoại. Tia hồng ngoại phát ra với tần số nhất định, khi có vật cản trên đường truyền của LED phát nó sẽ phản xạ vào LED thu hồng ngoại, khi đó LED báo vật cản trên module sẽ sáng, khi khơng có vật cản, LED sẽ tắt. Nó có thể được sử dụng rộng rãi trong robot tránh chướng ngại vật, tránh chướng ngại vật xe, số dòng, và như vậy nhiều lần.
Có hai loại cảm biến hồng ngoại: chủ động và thụ động. Cảm biến hồng ngoại hoạt động cả phát ra và phát hiện bức xạ hồng ngoại.
động đóng vai trị là cảm biến tiệm cận và chúng thường được sử dụng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật.
- Cảm biến hồng ngoại thụ động (Pir) chỉ phát hiện bức xạ hồng ngoại và không phát ra từ đèn LED.
Cấu tạo cảm biến hồng ngoại:
Hình 2. 16 Cấu tạo cảm biến hồng ngoại.
Cách hoạt động của cảm biến:
- Tia hồng ngoại phát ra một tần số nhất định, khi phát hiện hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau khi so sánh, đèn màu xanh sẽ sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu ra (một tín hiệu bậc thấp). - Nó có một cặp truyền hồng ngoại và ống tiếp nhận, khi phát hiện hướng đáp
ứng với những trở ngại ( bề mặt phản xạ ), phản ánh nhận hồng ngoại của các ống .
- Sau khi xử lý mạch so sánh , chỉ số màu xanh sẽ sáng lên , đồng thời đầu ra giao diện đầu ra tín hiệu một tín hiệu kỹ thuật số ( một tín hiệu cấp độ thấp) , có thể điều chỉnh khoảng cách phát hiện thơng qua các núm chiết , phạm vi khoảng cách hiệu quả 2 ~ 30 cm , dễ lắp ráp và sử dụng. Thông số kỹ thuật: - IC so sánh: LM393 - Điện áp: 3.3V - 6VDC - Dịng tiêu thụ: • Vcc = 3.3V: 23 mA • Vcc = 5.0V: 43 mA - Góc hoạt động: 35° - Khoảng cách phát hiện: 2 - 30 cm
- LED báo nguồn và LED báo tín hiệu ngõ ra - Mức logic ngõ ra:
• Mức thấp - 0V: khi có vật cản • Mức cao - 5V: khi khơng có vật cản Sơ đồ đấu dây:
Hình 2. 18. Động Cơ RC Servo 9G..
Tổng quan:
Động cơ Servo là một loại động cơ điện đặc biệt khác với những loại động cơ khác là chỉ cần cấp nguồn thì động cơ quay liên tục. Động cơ Servo hoạt động chỉ khi nhận tín hiệu điều khiển.
Động cơ RC Servo 9G có kích thước nhỏ, là loại được sử dụng nhiều nhất để làm các mơ hình nhỏ hoặc các cơ cấu kéo khơng cần đến lực nặng. Động cơ RC Servo 9G có tốc độ phản ứng nhanh, các bánh răng được làm bằng nhựa nên cần lưu ý khi nâng tải nặng vì có thể làm hư bánh răng, động cơ RC Servo 9G có tích hợp sẵn Driver điều khiển động cơ bên trong nên có thể dễ dàng điều khiển góc quay bằng phương pháp điều độ rộng xung PWM.
Cấu tạo:
Động cơ Servo được thiết kế theo hệ thống hồi tiếp vịng kín. Khi động cơ quay thì lúc đó sẽ tín hiệu về mạch điều khiển. Nếu có vật nào cản động cơ quay thì cơ cấu hồi tiếp sẽ phản hồi về mạch là chưa có đạt được vị trí u cầu. Khi đó mạch điều khiển sẽ chỉnh sai lệch sao cho đúng vị trí đã được u cầu.
Hình 2. 19. Cấu tạo Động cơ Servo.
Trong đó: 1. Động cơ. 2. Bảng điện tử.
3. Dây nguồn dương màu đỏ. 4. Dây tín hiệu màu trắng và vàng. 5. Dây nguồn âm màu đen.
6. Chiết áp.
7. Bánh răng trục đầu ra. 8. Bánh xe đính kèm. 9. Vỏ ngồi.
10. Chíp điều khiển.
Nguyên lý hoạt động:
Khi nhận được tín hiệu từ mạch điều khiển thì động cơ quay. Khi đạt được vị trí mong muốn. có tín hiệu sau đó mạch điều khiển sẽ tự tắt động cơ. Mặc dù có thể điều chỉnh quay liên tục nhưng cơng dụng chính của động cơ là đạt được góc quay chính xác.
Thơng số kỹ thuật: - Momen xoắn: 1.6kg/cm
Sơ đồ đầu nối:
Adruino uno Động cơ Servo SG90
5V Dây màu đỏ
GND Dây màu đen
Ngõ tín hiệu Dây màu vàng
Bảng 2. 4. Sơ đồ nối đây của động cơ Servo SG90 với Adruino.
Hình 2. 20. Sơ đồ nối đây của động cơ Servo SG90 với Adruino.