Giới thiệu Cảm biến theo dòng

Những thông tin khái quát về Me Line Follower (Cảm biến theo dòng)

Cảm biến theo dòng được thiết kế cho các robot theo dõi dòng. Nó bao gồm hai cảm biến, mỗi cảm biến bao gồm một đèn LED phát hồng ngoại và một phototransistor nhạy hồng ngoại.

Cảm biến theo dòng cho phép robot đi theo vạch đen trong vùng trắng hoặc vạch trắng trong vùng đen. Ngay cả với mạch đơn giản, nó có thể phát hiện các đường dây một cách nhanh chóng.

Giao diện của Cảm biến theo dòng được đánh dấu bằng màu xanh lam. Biểu thị rằng đó là giao diện kỹ thuật số kép chỉ có thể được kết nối với giao diện cũng được đánh dấu màu xanh lam trên bảng điều khiển chính Makeblock.

Thông số kỹ thuật của Cảm biến theo dòng

• Điện áp hoạt động: 5V DC
• Phạm vi phát hiện: 1cm–2cm
• Góc phát hiện: trong vòng 120°
• Chế độ điều khiển: giao diện kỹ thuật số kép
• Kích thước mô-đun: 51 mm x 24 mm x 21 mm (L x W x H)

Đặc trưng của Cảm biến theo dòng

• Khu vực được đánh dấu màu trắng là khu vực được khuyến nghị tiếp xúc với dầm kim loại.
• Hai đèn chỉ báo LED, cung cấp phản hồi trong quá trình theo dõi dòng.
• Bảo vệ chống kết nối ngược, bảo vệ IC khỏi bị hư hỏng khi kết nối nguồn ngược.

• Dễ bị ảnh hưởng bởi ánh sáng xung quanh. Đồng thời các chức năng bị hạn chế bởi ánh sáng xung quanh khi có sự thay đổi nhiều.
• Hỗ trợ lập trình theo khối mBlock 5, áp dụng cho người dùng ở mọi lứa tuổi.

• Sử dụng cổng RJ25 để kết nối dễ dàng.
• Cài đặt mô-đun, tương thích với gạch Lego.
• Cung cấp S1, S2. Thiết bị đầu cuối VCC và GND, hỗ trợ hầu hết các bảng điều khiển chính của dòng Arduino.

Hướng dẫn sử dụng Cảm biến theo dòng

Bạn có thể sử dụng mô-đun này với các bảng điều khiển chính (chẳng hạn như mCore và Orion) với cổng RJ25 để tạo một số dự án thú vị. Chẳng hạn như ô tô đi theo đường và ô tô tự động dừng.

Mô tả ghim Cảm biến theo dòng

Pin	Chức năng
GND	Nối đất
VCC	Nguồn cấp
S1/S2	Dữ liệu đầu ra của cảm biến 1 và 2 tương ứng
D3/D4	Đèn báo tín hiệu phát hiện của cảm biến 1 và 2 tương ứng, sáng lên khi phát hiện màu trắng và tắt khi phát hiện màu đen

Đấu dây cảm biến theo dòng

Kết nối RJ25

Cổng của Cảm biến theo dòng được đánh dấu màu xanh lam. Do đó, bạn cần kết nối nó với cổng được đánh dấu màu xanh lam trên bảng điều khiển chính Makeblock.

Lấy Makeblock Orion làm ví dụ, bạn có thể kết nối nó với một trong các cổng 3, 4 và 6 như sau:

Cổng của Me Line Follower được kết nối với RJ25

Cổng 5 được sử dụng để kết nối mô-đun Bluetooth.

Kết nối Dupont

Khi sử dụng cáp Dupont để kết nối mô-đun với bảng điều khiển chính Arduino UNO, bạn cần kết nối chân S1 và S2 với các cổng kỹ thuật số như sau:

Cổng của Me Line Follower được kết nối với Dupont

Hướng dẫn lập trình Cảm biến theo dòng 

Bạn có thể lập trình Cảm biến theo dòng bằng cách sử dụng lập trình dựa trên khối hoặc C/C++. Đối với lập trình dựa trên khối, bạn không cần phải có nhiều kinh nghiệm về lập trình. Dù là người mới hay đã có kinh nghiệm lập trình, bạn đều có thể dễ dàng thành thạo lập trình dựa trên khối trong một khoảng thời gian ngắn.

So với lập trình dựa trên khối, lập trình C/C++ là ngôn ngữ lập trình truyền thống hơn. Nó hoạt động tốt hơn nếu người dùng hiểu ngôn ngữ C hoặc các ngôn ngữ lập trình khác.

Phần sau đây sử dụng bảng điều khiển chính Orion làm ví dụ để mô tả cách lập trình Cảm biến theo dòng

Lập trình dựa trên khối - mBlock 5

Trước khi bạn sử dụng mBlock 5, hãy tải xuống mBlock dựa trên hệ thống chạy trên PC của bạn. Đồng thời, hãy đọc phần trợ giúp trực tuyến về mBlock 5 để tìm hiểu giao diện người dùng và các hoạt động cơ bản của mBlock.

Lấy bảng điều khiển chính Orion làm ví dụ.Sau khi thêm thiết bị Orion từ thư viện thiết bị, bạn có thể tìm thấy khối dành cho Cảm biến theo dòng trong danh mục Cảm biến.

Khối mô tả

Khối

Mô tả chức năng

Thông số: Chọn cổng dựa trên cổng bạn kết nối Me Line Follower trên bảng điều khiển chính. Chức năng: Xuất giá trị trạng thái của Me Line Follower. Mô tả giá trị trạng thái: Một trong bốn giá trị có thể là đầu ra: 0, 1, 2 và 3. Trong đó 0 chỉ ra rằng cả hai cảm biến 1 và 2 đều nằm trên vạch đen, 1 chỉ ra rằng cảm biến 1 nằm trên vạch đen và cảm biến 2 nằm trên vạch trắng.2 cho biết cảm biến 1 nằm trên vạch trắng và cảm biến 2 nằm trên vạch đen. 3 cho biết cả cảm biến 1 và 2 đều nằm trên vạch trắng.

Lập trình C/C++—Arduino IDE

Cấu hình môi trường lập trình

Để lập trình Cảm biến theo dòng bằng ngôn ngữ lập trình C/C++, bạn có thể định cấu hình môi trường Arduino IDE bằng cách tham khảo phần sau;

Bước1: Nhận thư viện chương trình Arduino IDE và Makeblock

Đăng nhập trang web chính thức của Arduino để tải xuống Arduino IDE:

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Bạn nên tải về gói cài đặt cho hệ điều hành tương ứng (Tuỳ thuộc phiên bản mới nhất).

Hãy cài gói cho hệ điều hành tương ứng nhằm mang lại hiệu quả sử dụng

Bước 2: Tải các chức năng của thư viện Makeblock:

https://github.com/Makeblock-official/Makeblock-Libraries/archive/master.zip

Bước 3: Mở ứng dụng Arduino. Nếu bạn đã mở nó, bạn cần khởi động lại để xem thay đổi.

Mở ứng dụng Arduino rồi làm theo hướng dẫn

Sau khi định cấu hình môi trường Arduino IDE, hãy chọn Examples > MakeBlockDrive > LineFolwerTest để lập trình Me Line Follower.

Mô tả chức năng chương trình

Đọc liên tục kết quả được phát hiện bởi các cảm biến của Cảm biến theo dòng và xuất kết quả ra màn hình nối tiếp trong Arduino IDE cứ sau 200 mili giây.

Tải đoạn mã lên Makeblock Orion và nhấp vào màn hình nối tiếp Arduino, bạn sẽ thấy kết quả đang chạy như sau:

Mô tả chức năng

Tên	Mô tả
MeLineFolwer(cổng uint8_t)	Xác định cổng dựa vào cổng kết nối Cảm biến theo dòng trên bảng điều khiển chính
readSensors()đọcCảm biến()	Đọc giá trị trạng thái của cảm biến

Phân tích nguyên tắc của Cảm biến theo dòng

Cảm biến theo dòng là phụ kiện của robot được phát triển trên nguyên lý cảm biến quang điện phản xạ. Ánh sáng hồng ngoại có cường độ phản xạ khác nhau khi chiếu vào các màu sắc khác nhau của bề mặt vật thể.

Trong quá trình chạy xe sẽ chiếu tia hồng ngoại xuống sàn liên tục. Khi ánh sáng hồng ngoại chạm tới sàn giấy trắng, hiện tượng phản xạ khuếch tán xảy ra và ánh sáng phản xạ được nhận bởi một bộ thu gắn trên xe đẩy.

Nếu ánh sáng hồng ngoại chạm tới vạch đen, nó sẽ bị hấp thụ và bộ thu của xe đẩy không thể nhận được. Bằng cách xác định xem có nhận được ánh sáng hồng ngoại phản xạ hay không, chúng ta có thể xác định vị trí của vạch đen và đường chạy của xe đẩy. (Đầu ra là 0 khi chiếu xạ vào vạch đen và đầu ra là 1 khi chiếu xạ vào vạch trắng).

Tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của cảm biến dòng