حساس الأشعة تحت الحمراء SHARP 2Y0A21

2013-07-12

في ورشة العمل الأخيرة التي عقدت في فضاء المتمكنين حول بناء روبوت في يوم , استخدمنا الحساس SHARP 2Y0A21 الذي يستخدم لتحديد المسافة و اعطاء الروبوت اوامراً بالأعتماد على المسافة التي يقرأها هذا الحساس , و نظراً لذلك ارتأيت أن أكتب عنه مقالة مفصلة لكي أُبين طريقة التعامل معاه , و لكي أعرض ميزاته و نقاط ضعفه .

حساس الأشعة تحت الحمراء لقياس المسافة SHARP 2Y0A21 Distance Measuring Sensor Unit

اضف وصف الصورة هنا

هناك طرق كثيرة لقياس المسافة , من هذه الطرق استخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء , وسنستخدام حساس من شركة شارب SHARP 2Y0A21

يمكن الأطلاع على النشرة الفنية الخاصة بالحساس من خلال الرابط

كما أن هذا الحساس يستطيع تحديد المسافة من 10 - 80 سم و سنتحدث عن هذه النقطة بشيء من التفصيل بعد قليل .

توزيع الأرجل :

اضف وصف الصورة هنا

تتوزع الأرجل في هذا الحساس كما في الصورة .

يتكون فقط من 3 أرجل , التغذية 5V و الأرضي GND و فولتية المخرج V0 و هو عبارة عن فولتية تتناسب بعلاقة مع المسافة .

التوصيل :

اضف وصف الصورة هنا

ما ستحتاجه لتنفيذ هذه التجربة :

1) بطاقة أردوينو 2)الحساس SHARP 2Y0A21 3) اسلاك توصيل

عمل هذا الحساس بسيط جداً حيث يقوم المرسل Tx بارسال اشعة تحت الحمراء Infrared و في حال اصطدامها بجسم أو حاجز امامها فأنها ترتد و تعود إلى المستقبل في الحساس Rx.

يعتمد ارتداد الضوء عن الجسم بالأعتماد على طبيعة المادة التي تصتطد بها هذه الأشعة reflective ratio و هو يختلف من مادة لأخرى "اللون الأبيض معامل الانعكاس reflective ratio له كبير أكبر من 90% و اللون الأسود له معامل انعكاس قليل "

حساب المسافة :

المعضلة الكبرى في هذا الحساس هو قياس المسافة بدقة , إذا أن هذا الحساس له علاقة غير خطية non-linear لذلك لا يمكن لنا ايجاد معادلة واضحة أو طريقة سهلة لايجاد العلاقة بين المسافة و فولتية المخرج V0 .

هذا الرسم البياني يوضح هذه العلاقة , و يتضح منها أن العلاقة بين الفولتية و المسافة علاقة أسية Exponantial .

اضف وصف الصورة هنا

لكن أذا أكملنا تصفح النشرة الفنية نرى علاقة أخرى بين معكوس المسافة و الفولتية , و العلاقة به خطية بصورة كبيرة .

اضف وصف الصورة هنا

حسناً كيف لنا ان نشتق المعادلة منه ؟

قانون بسيط درسناه في المدارس و هو قانون الميل و اجاد معادلة خطية من نقطتين معلومتين .

يمكن ايجاد الميل إذا علمنا نقطتين في الرسم و يعطى بالعلاقة :

Slope = Y2-Y1 / X2-X1

و قانون المعادلة الخطية يعطى بالعلاقة

Y-Y1=Slope(X-X1)

من التعويض في المعادلتين باستخدام النقطتين (0.14,2.98 ) و ( 0.016,0.5 ) الميل Slope كان 19.53 , و المعادلة النهائية التي تربط مقلوب المسافة بالفولتية هي

distance =X=0.05Y - 0.013

حيث x تعبر عن مقلوب المسافة و y يعبر عن فولتية الخرج .

سنضع هذه المعادلة في البرنامج لنحصل على المسافة بالضبط .

طبعاً السيئة في هذا الحساس أن المسافة أقل من 6 سم لا يمكن قراءتها بدقة و قد يعطي قراءات خاطئة اذا كان الجسم الذي امامه اقل من 6 سم .

للبرنامج , و الاستزادة أكثر حول هذا الحساس , يمكنكم زيارة الرابط الأصلي للمقال على مدونتي

http://www.genotronex.com/2013/07/sharp-2y0a21.html

1


Hussein Abu Hashem
Hussein Abu Hashemمنذ 4 سنوات

بارك الله فيك وشكرا للمعلومة ، كان بودي حضور الورشة ولكن ظروفه لم تسمح،سلام ل بلال العفوري

0

Haithamk
Haithamkمنذ 4 سنوات

Raheeeb!

0

حازم عيد
حازم عيدمنذ 3 سنوات

السلام عليكم ما الفرق بين استخدام الاشعة تحت الحمراء وبين استخدام حساس ال ultrasonic؟؟ ما ميزة كل واحد؟ والظروف التي يمكن ان يستخدم كل واحد فيها؟

شكرا للجميع.

0

Test User