ساخت مدار فاصله سنج ماژول فرستنده گیرنده اینفرارد Waveshare ST188

پیش از این آموزش‌های متنوعی با سنسورهای فرستنده گیرنده مادون قرمز اجرا کرده‌ایم. ساخت مدار فاصله سنج مادون قرمز یکی از جذاب‌ترین و پرکاربردترین مدارها می‌باشد. برای ربات مسیریاب جهت شناسایی مسیر حرکت از روی زمین یا تشخیص لبه جهت جلوگیری از سقوط ربات، تشخیص مانع جهت جلوگیری از برخورد ربات با مانع و… در همگی از سنسورهای فرستنده گیرنده مادون قرمز استفاده میشود. در آموزش ساخت مدار فاصله سنج مادون قرمز از سنسور ST188 برند Waveshare استفاده شده است. در ادامه این آموزش با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

ماژول فرستنده گیرنده اینفرارد ST188

ماژول فرستنده گیرنده اینفرارد ST188 از برند Waveshare است. توسط این ماژول میتوان طیف و دامنه گسترده ای از ولتاژ را با تراشه LM393 تنظیم کرد. حساسیت سنسور ST188 از طربق مولتی ترن قرار گرفته شده بر روی ماژول قابل تنظیم است. ولتاژ کاری ماژول ST188 بین ۳ تا ۵٫۳ ولت DC و ابعاد آن در حدود ۱٫۵ تا ۲٫۵ سانتی متر است. ماژول فرستنده گیرنده مادون قرمز از سنسور ST188 تشکیل شده است. سنسور ST188، از دو سنسور فرستنده و گیرنده تشکیل شده است. فاصله ی قابل تشخیص توسط سنسور ST188، بین ۴ تا ۱۳ سانتی متر تغییر می‌کند. سنسور اول AK از یک دیود فرستنده اینفرارد مثبت و منفی و سنسور دوم CE از یک دیود گیرنده اینفرارد مثبت و منفی تشکیل شده است. بنابراین هنگامی که سنسور اول A به بالاترین سطح خود در TTL و K به پایین ترین سطح خود رسید، فرستنده مادون قرمز میتواند نور مادون قرمز را ارسال کند و سپس با اضافه کردن یک خروجی، میتواند سیگنال را در گیرنده تشخیص دهد. سپس سنسور گیرنده به بالاترین سطح TTL رسیده و به مقدار VCC نزدیک می‌شود. در غیر اینصورت به پایین ترین سطح رسیده و به GND نزدیک می‌شود. این سنسور در پروژه‌هایی مانند ربات تعقیب خط، تشخیص مانع کاربرد دارد.

هدف فاصله سنج مادون قرمز

در این آموزش توسط سنسور اینفرارد فرستنده گیرنده، مانع تشخیص داده شده و سپس خروجی مدار فاصله سنج مادون قرمز فعال می‌گردد. از ال ای دی نئوپیکسل Neopixel، به عنوان خروجی در مدار استفاده می‌کنیم. می‌توانید خروجی را به رله وصل کرده یا اینکه با استفاده از یک درایور موتور، جهت کنترل ربات استفاده کنید.

ال ای دی نئوپیکسل Neopixel

ماژول ال ای دی حلقه ای استفاده شده در این آموزش از مدل ۱۶ تایی می‌باشد. این حلقه ی ال ای دی نئوپیکسل از ۱۶ عدد ال ای دی RGB در کنار یکدیگر تشکیل شده است. ال ای دی ها به صورت پیکسل‌هایی که توانایی تولید رنگ مختلف دارند، تبدیل می‌شوند و با اختصاص کد رنگ های متفاوت در برنامه آردوینو می‌توانید رنگ های متفاوتی را به ماژول اختصاص و آدرس دهی کنید. حلقه های LED RGB دارای مدل های متفاوت با تعداد ال ای دی متفاوت است که از لینک LED Neopixel می‌توانید آن‌ها را مشاهده و تهیه نمایید.

فراخوانی کتابخانه Neopixel

در این آموزش برای راه اندازی حلقه ال ای دی نیاز به کتابخانه Adafruit_NeoPixel خواهیم داشت. لینک دانلود کتابخانه Adafruit_NeoPixel در صفحه محصول ماژول ال ای دی حلقه ای NeoPixel در قسمت دانلود قرار دارد. با کلیک بر روی آن و دانلود کتابخانه Adafruit_NeoPixel، آن در محل نصب آردوینو Arduino / Library ذخیره کنید. همچنین نحوه نصب کتابخانه در نرم افزار آردوینو در پست نصب کتابخانه در نرم افزار آردوینو کامل آموزش داده شده است، در صورت نیاز ابتدا مطالعه و سپس کتابخانه را فراخوانی کنید.

اتصالات مدار فاصله سنج مادون قرمز

• پایه دیجیتال سنسور فرستنده گیرنده اینفرارد ST188 را به پایه ۲ دیجیتال آردوینو Arduino اتصال دهید.
• پایه آنالوگ سنسور فرستنده گیرنده اینفرارد ST188 را به پایه A0 آنالوگ آردوینو Arduino اتصال دهید.
• پایه GND سنسور فرستنده گیرنده اینفرارد ST188 را به پایه GND آردوینو Arduino اتصال دهید.
• پایه VCC سنسور فرستنده گیرنده اینفرارد ST188 را به پایه ۵ ولت DC آردوینو Arduino اتصال دهید.

کد برنامه آردوینو Arduino

#include <Adafruit_NeoPixel.h> //فراخوانی کتابخانه
#define LEDPIN 8 // اتصال پایه سیگنال ال ای دی به آردوینو
#define NUMBER_PIEXELS 16// تعداد پیسکل های  مورد استفاده از ال ای دی 
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUMBER_PIEXELS, LEDPIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); // تابع فراخوانی 

int barrier_Digital=2; // تعریف پایه دیجیتال
int barrier_Analog=A0; // تعریف پایه آنالوگ
int ad_value; // تعریف داده اولیه


void setup()
{
  pinMode(barrier_Digital,INPUT); // تعریف پایه دیجیتال به عنوان ورودی 
  pinMode(barrier_Analog,INPUT); // تعریف پایه آنالوگ به عنوان ورودی
 
  Serial.begin(9600); // باد ریت 
 
  strip.begin(); // تابع شروع ال ای دی 
}
void loop()
{
  ad_value=analogRead(barrier_Analog); // تعریف ورودی آنالوگ سنسور 
  
  
  if(digitalRead(barrier_Digital)==LOW)
  {
    Serial.println(" close to barrier");
    Serial.println(ad_value);
   
    
    for (int i=0; i<strip.numPixels()-1; i++) {
   
  
void rainbow7(uint16_t i, uint16_t wait) ;
    int np = strip.numPixels(); 
    strip.setPixelColor(i     % np, 0, 0, 0); // خاموش 
    strip.setPixelColor((i+1) % np, 25, 0, 25); // کد رنگ بنفش
    strip.setPixelColor((i+2) % np, 255, 0, 255); // کد رنگی نیلی
    strip.setPixelColor((i+3) % np, 0, 0, 150); // کد رنگ آبی
    strip.setPixelColor((i+4) % np, 0, 150, 0); // کد رنگ سبز
    strip.setPixelColor((i+5) % np, 255, 255, 0); // کد رنگ زرد
    strip.setPixelColor((i+6) % np, 110, 70, 0); // کد رنگ نارنجی
    strip.setPixelColor((i+7) % np, 150, 0, 0); // کد رنگ قرمز
    strip.show();
    
    
    delay(500); 
    
    strip.clear();
    
    strip.show();}
  }
  else
  {
    Serial.println("Far the barrier");
    
     strip.clear();
  
  strip.show(); 
  
  }
  
}

کد را از طریق کلیدهای میانبری که برای انتقال کدها در نظر گرفته شده است، به نرم افزار آردوینو Arduino انتقال دهید.

تحلیل کد آردوینو Arduino

در ابتدا در کد برنامه کتابخانه ال ای دی نیوپیکسل را فراخوانی میکنیم:

#include <Adafruit_NeoPixel.h> //فراخوانی کتابخانه

تعریف ورودی

 pinMode(barrier_Digital,INPUT); // تعریف پایه دیجیتال به عنوان ورودی 
  pinMode(barrier_Analog,INPUT); // تعریف پایه آنالوگ به عنوان ورودی

تعریف پایه های سنسور

int barrier_Digital=2; // تعریف پایه دیجیتال
int barrier_Analog=A0; // تعریف پایه آنالوگ

خواندن دیتا سنسور

  ad_value=analogRead(barrier_Analog); // تعریف ورودی آنالوگ سنسور 

تعریف حلقه ال ای دی نئوپیکسل

    for (int i=0; i<strip.numPixels()-1; i++) {

وسایل مورد نیاز