Kako senzori udaljenosti detektuju pokretne objekte?

Hej tamo! Kao dobavljač senzora udaljenosti, u posljednje vrijeme dobijam mnogo pitanja o tome kako ovi sjajni uređaji otkrivaju pokretne objekte. Pa, mislio sam da ću uzeti trenutak da vam sve razbijem.

Prvo, hajde da pričamo o tome šta je senzor udaljenosti. Senzor udaljenosti, kao što ime govori, je uređaj koji mjeri udaljenost između sebe i objekta. Možete pogledati više o našim senzorima udaljenostiovdje. Ovi senzori se koriste u širokom spektru aplikacija, od robotike do sigurnosnih sistema u automobilima, pa čak i u pametnim telefonima za funkcije poput autofokusa.

Sada, kada je u pitanju otkrivanje pokretnih objekata, postoji nekoliko metoda koje senzori udaljenosti mogu koristiti. Uronimo u neke od najčešćih.

Ultrazvučni senzori udaljenosti

Jedan od najstarijih i najpoznatijih tipova senzora udaljenosti za detekciju pokretnih objekata je ultrazvučni senzor. Ovi senzori rade tako što emituju zvučne talase visoke frekvencije, obično iznad dometa ljudskog sluha. Kada ovi zvučni talasi udare u predmet, oni se odbijaju nazad do senzora. Senzor tada mjeri vrijeme potrebno da se zvučni valovi vrate. Budući da je brzina zvuka u zraku relativno konstantna, senzor može izračunati udaljenost do objekta koristeći formulu: udaljenost = (brzina zvuka × vrijeme) / 2.

Na primjer, ako ultrazvučni senzor emituje zvučni val i potrebno mu je 0,01 sekundu da se val vrati, a brzina zvuka u zraku je približno 343 metra u sekundi, udaljenost do objekta bi bila (343 × 0,01) / 2 = 1,715 metara.

Kada su u pitanju pokretni objekti, ultrazvučni senzori mogu otkriti promjene u udaljenosti tokom vremena. Ako se udaljenost mjerena senzorom smanji, to znači da se objekt približava. Ako se udaljenost povećava, objekt se udaljava. Međutim, ultrazvučni senzori imaju neka ograničenja. Na njih mogu uticati faktori poput temperature i vlage, koji mogu promijeniti brzinu zvuka. Takođe, možda neće dobro raditi u okruženjima sa puno pozadinske buke.

Infracrveni senzori udaljenosti

Infracrveni (IR) senzori udaljenosti su još jedan popularan izbor za otkrivanje pokretnih objekata. Ovi senzori rade tako što emituju infracrveno svjetlo i mjere količinu svjetlosti koja se reflektira natrag do senzora. Postoje dvije glavne vrste IR senzora udaljenosti: na bazi triangulacije i vremena - leta (ToF).

IR senzori zasnovani na triangulaciji rade tako što obasjavaju snop infracrvene svjetlosti na objekt. Reflektovano svjetlo tada se detektuje detektorom osjetljivim na poziciju (PSD). Na osnovu ugla pod kojim svetlost pogađa PSD, senzor može izračunati udaljenost do objekta. Ova metoda je odlična za aplikacije kratkog dometa, obično do nekoliko metara.

IR senzori vremena leta, s druge strane, mjere vrijeme potrebno da infracrveno svjetlo putuje do objekta i nazad. Slično ultrazvučnim senzorima, oni koriste brzinu svjetlosti (koja je izuzetno velika) za izračunavanje udaljenosti. ToF senzori su precizniji za aplikacije većeg dometa i mogu raditi u različitim svjetlosnim uvjetima.

Kada detektuju pokretne objekte, IR senzori mogu brzo detektovati promene u reflektovanoj svetlosti. Ako se objekt kreće, intenzitet ili vrijeme - leta reflektirane svjetlosti će se promijeniti, omogućavajući senzoru da prati kretanje objekta. Međutim, ambijentalno svjetlo može utjecati na IR senzore, posebno na jakom suncu.

Laserski senzori udaljenosti

Laserski senzori udaljenosti poznati su po svojoj visokoj preciznosti i mogućnostima na daljinu. Oni rade na principu vremena leta, slično ToF IR senzorima, ali koriste lasere umjesto infracrvene svjetlosti. Laseri imaju vrlo uski snop, što omogućava precizno mjerenje udaljenosti.

Ovi senzori emituju laserski snop prema objektu, a zatim mjere vrijeme koje je potrebno svjetlosti da se odbije. Budući da je brzina svjetlosti konstantna, udaljenost se može precizno izračunati. Laserski senzori udaljenosti se obično koriste u industrijskim aplikacijama, kao što je mjerenje udaljenosti između robotske ruke i radnog komada, ili u geodetskim pregledima.

Kada su u pitanju pokretni objekti, laserski senzori udaljenosti mogu pružiti podatke u realnom vremenu o položaju i kretanju objekta. Mogu pratiti objekte velikom brzinom i na velikim udaljenostima. Međutim, oni mogu biti skuplji od drugih tipova senzora udaljenosti i mogu zahtijevati složeniju kalibraciju.

Optički senzori udaljenosti

Optički senzori udaljenosti, poputFotoelektrični prekidač kompaktnog tipa utora, koristite svjetlo za detekciju objekata. Mogu biti ili kroz - snop ili retro - reflektirajući.

U optičkom senzoru sa prolaznim snopom nalaze se predajnik i prijemnik postavljeni jedan naspram drugog. Kada objekt prođe između njih, on blokira svjetlosni snop, a prijemnik detektuje promjenu. Ovaj tip senzora je vrlo pouzdan za detekciju prisustva objekta, ali ne mjeri direktno udaljenost. Međutim, korištenjem višestrukih senzora prolaznog snopa na različitim udaljenostima, možete dobiti ideju o položaju objekta.

Retroreflektivni optički senzori imaju predajnik i prijemnik u istoj jedinici, zajedno sa reflektorom. Predajnik šalje svjetlosni snop, koji se odbija od reflektora i vraća se do prijemnika. Kada objekat prekine putanju svetlosti, prijemnik detektuje promenu intenziteta svetlosti.

Ovi senzori se mogu koristiti za otkrivanje pokretnih objekata praćenjem promjena svjetlosnog signala tokom vremena. Jednostavni su za instalaciju i obično se koriste u sistemima transportnih traka i drugim industrijskim aplikacijama.

Korištenje namjenskih IC-a za poboljšanu detekciju

Kako bi poboljšali performanse senzora udaljenosti, mnogi proizvođači, uključujući i nas, koriste namjenska integrirana kola (IC). Možete saznati više o aNamjenski IC za optički prekidač s prorezima. Ovi IC-i mogu upravljati složenim proračunima uključenim u mjerenje udaljenosti, kao što je pretvaranje neobrađenih podataka senzora u značajne vrijednosti udaljenosti. Oni također pomažu u filtriranju šuma i smetnji, čineći senzor preciznijim i pouzdanijim.

Na primjer, namjenski IC se može programirati da zanemari male fluktuacije u podacima senzora uzrokovane pozadinskom bukom i aktivira izlaz samo kada se otkrije značajna promjena udaljenosti. Ovo je posebno korisno kada se detektuju pokretni objekti, jer omogućava senzoru da se fokusira na stvarno kretanje objekta, a ne na slučajne promene okoline.

Zaključak

Dakle, evo ga! Tako senzori udaljenosti otkrivaju pokretne objekte. Bilo da se radi o ultrazvučnim valovima, infracrvenom svjetlu, laserima ili optičkim metodama, ovi senzori igraju ključnu ulogu u mnogim industrijama.

Ako ste na tržištu za senzor udaljenosti za svoj projekt, bilo da se radi o malom "uradi sam" projektu ili velikoj industrijskoj primjeni, mi ćemo vas pokriti. Naš asortiman senzora udaljenosti je dizajniran da pruži precizne i pouzdane performanse, a mi vam možemo pomoći da odaberete pravi senzor za vaše specifične potrebe.

Ako ste zainteresovani da saznate više ili želite da razgovarate o svojim opcijama kupovine, slobodno se obratite. Uvijek nam je drago razgovarati i pomoći vam da pronađete savršeno rješenje za vaš projekat.

Reference

• "Senzori i aktuatori: Uvod" John W. Nilsson
• "Optički senzori: principi, dizajn i primjena" Roberta G. Medlina.