SKU:RB-02S042 夏普GP2Y0A02YK0F紅外測(cè)距傳感器
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產(chǎn)品概述
GP2Y0A02YK0F是夏普的一款距離測(cè)量傳感器模塊。它由PSD(position sensitive detector) 和IRED (infrared emitting diode) 以及信號(hào)處理電路三部分組成。由于采用了三角測(cè)量方法，被測(cè)物體的材質(zhì)、環(huán)境溫度以及測(cè)量時(shí)間都不會(huì)影響傳感器的測(cè)量精度。傳感器輸出電壓值對(duì)應(yīng)探測(cè)的距離。通過(guò)測(cè)量電壓值就可以得出所探測(cè)物體的距離，所以這款傳感器可以用于距離測(cè)量、避障等場(chǎng)合。
規(guī)格參數(shù)
- 距離測(cè)量范圍：20 to 150 cm
- 信號(hào)輸出類型：電壓模擬信號(hào)
- 包裝尺寸：29.5×13×21.6 mm
- 功耗： 標(biāo)稱值33 mA
- 供電電壓：4.5 to 5.5 V
6.接口定義
工作原理
通過(guò)紅外線的反射原理，從發(fā)射到接收到回傳信號(hào)，傳感器共引出三個(gè)引腳分別接，信號(hào)線S、電源地G、電源正VCC，將信號(hào)線與 Arduino 板的 Analog IN 引腳相連接。通過(guò)對(duì)Arduino編程實(shí)現(xiàn)模擬量讀取，程序簡(jiǎn)短好用。
性能簡(jiǎn)評(píng)
GP2D12使用性能個(gè)人簡(jiǎn)評(píng)：
優(yōu)點(diǎn)：
- 紅外傳感器連接使用簡(jiǎn)單，對(duì)于1米以內(nèi)的中距離測(cè)試精度良好、性能優(yōu)越。
- 數(shù)據(jù)測(cè)量值穩(wěn)定，測(cè)量結(jié)果波動(dòng)較小。
- 數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，程序讀取簡(jiǎn)單不會(huì)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，錯(cuò)誤信號(hào)較少。
缺陷：
- GP2d12測(cè)量范圍有限，最大值80cm，并且從60cm開(kāi)外的距離開(kāi)始測(cè)量值的波動(dòng)較大，與實(shí)際情況偏差增大。（60cm為室內(nèi)環(huán)境的個(gè)人感受，不同環(huán)境所產(chǎn)生的干擾不同所以可能達(dá)到的精度也有所不同。）
- 當(dāng)障礙物（或目標(biāo)）與紅外傳感器之間的距離小于10cm時(shí)，測(cè)量值將與實(shí)際值出現(xiàn)明顯偏差，當(dāng)距離值從10降至0的過(guò)程中，測(cè)量值將在10~35之間遞增。（電壓值與距離值關(guān)系：如圖）
- 紅外傳感器，使用時(shí)會(huì)受到環(huán)境光的影響，在室內(nèi)使用時(shí)，傳感器數(shù)據(jù)接收時(shí)可能會(huì)受到白熾燈光線的印象，產(chǎn)生一些非真的距離值。
GP2D12使用注意及使用優(yōu)化方式：
- 當(dāng)多個(gè)GP2d12同時(shí)連接Arduino板使用時(shí)，由于供電量的增加，可能造成電壓不穩(wěn)定而對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生偏差。從硬件角度可以通過(guò)在VCC與 GND之間接電容的方式來(lái)穩(wěn)定對(duì)GP2d12的供電，減少供電電壓波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，或者在GND與數(shù)據(jù)線之間接一個(gè)電容減小輸出電壓的波動(dòng)略去可能出現(xiàn)的誤差信號(hào)，提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。（接線見(jiàn)附錄圖）
- 針對(duì)測(cè)量時(shí)可能產(chǎn)生的干擾和誤差數(shù)值，可能從軟件的角度進(jìn)行改進(jìn)和防止，通過(guò)多次的測(cè)量記錄，排除一場(chǎng)輸入量后，取均值來(lái)的到一個(gè)較為穩(wěn)定更為接近實(shí)際值的測(cè)量數(shù)據(jù)。其次可以根據(jù)實(shí)際的使用要求，可以進(jìn)行有效值的范圍定義，過(guò)濾超出范圍的測(cè)量結(jié)果，該范圍可根據(jù)使用情況自行界定。
- 針對(duì)紅外傳感器測(cè)量時(shí)，可能受環(huán)境光影響測(cè)量結(jié)果，在安放使用時(shí)竟可能避免傳感器正對(duì)燈光的使用，可以將 GP2d12的發(fā)射接收端水平放置進(jìn)行測(cè)量，盡可能減少環(huán)境光帶來(lái)的干擾。
總體來(lái)說(shuō):
- GP2d12在對(duì)測(cè)量精度要求不高，測(cè)量范圍在1m以內(nèi)的情況下，對(duì)物體距離值的定位是非常簡(jiǎn)單有效地、操作簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)。
使用方法
example1_Arduino
- 硬件連接
將夏普GP2Y0A02YK0F 紅外測(cè)距傳感器連接到UNO控制器的A1接口
- 示例程序
/* description:
The sample code is used to measure distance by GP2Y0A02YK IR ranger sensor.
VCC -- VCC
GND -- GND
Signal -- Analog 1
*/
int IRpin = 1; // analog pin for reading the IR sensor
void setup() {
Serial.begin(9600); // start the serial port
}
void loop() {
float volts = analogRead(IRpin)*0.0048828125; // value from sensor * (5/1024) - if running 3.3.volts then change 5 to 3.3
float distance = 65*pow(volts, -1.10); // worked out from graph 65 = theretical distance / (1/Volts)
Serial.println(distance); // print the distance
delay(100); // arbitary wait time.
}
example2_Arduino
- 示例程序
/******** start code ********/
/*
* created 2013-07-26
* by lisper (leyapin@gmail.com)
* function test gp2y0a02yk, read value from A1
*
*/
//connect gp2y0a02 to A1
#define pin A1
void setup () {
Serial.begin (9600);
pinMode (pin, INPUT);
}
void loop () {
uint16_t value = analogRead (pin);
uint16_t range = get_gp2y0a02 (value);
Serial.println (value);
Serial.print (range);
Serial.println (" cm");
Serial.println ();
delay (500);
}
//return distance (cm)
uint16_t get_gp2y0a02 (uint16_t value) {
if (value < 70) value = 70;
return 12777.3/value-1.1; //(cm)
//return (62.5/(value/1023.0*5)-1.1); //(cm)
//return ((67870.0 / (value - 3.0)) - 40.0); //gp2d12 (mm)
}
/******** end code ********/
- 程序效果
打開(kāi)Arduino IDE軟件的串口監(jiān)視器，將波特率設(shè)置為9600，能顯示出當(dāng)前傳感器測(cè)試到的障礙物距離。測(cè)量時(shí)注意障礙物需要在傳感器測(cè)量的有效范圍內(nèi)。
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