ماژول فاصله سنج IR مادون قرمز شارپ Sharp GP2Y0A21F Ir Module

ماژول فاصله سنج IR مادون قرمز شارپ Sharp GP2Y0A21F Ir Module

ماژول فاصله‌سنج IR مادون قرمز Sharp GP2Y0A21F یک سنسور اندازه‌گیری فاصله است که از تکنولوژی ارسال و دریافت اشعه مادون قرمز (IR) برای اندازه‌گیری فاصله بین سنسور و یک مانع استفاده می‌کند. این ماژول برای کاربردهای مختلفی از جمله رباتیک، سیستم‌های ملاحی، اتوماسیون صنعتی و دیگر پروژه‌های الکترونیکی به کار می‌رود. عملکرد این ماژول بر اساس اصول انعکاس مادون قرمز است. زمانی که اشعه مادون قرمز از سنسور به موجودیتی در مسیر خود برخورد می‌کند، برخی از این اشعه‌ها بازتاب می‌شوند و به سنسور بازمی‌گردند. بر اساس زمان پاسخگویی این بازتاب‌ها، ماژول فاصله‌سنج قادر به تخمین فاصله بین خود و مانع است. مهمترین نکته در استفاده از این ماژول، حفاظت مناسب در برابر نور محیط است. از آنجایی که سنسور از اشعه‌های مادون قرمز برای اندازه‌گیری استفاده می‌کند، نور محیط می‌تواند به طور مستقیم تأثیر منفی بر روی دقت اندازه‌گیری داشته باشد. بنابراین، باید از محافظ مخصوص و یا مکان‌گذاری مناسب برای سنسور استفاده کنید تا نور محیط بر عملکرد آن تأثیر نگذارد.

مشخصات فنی ماژول Sharp GP2Y0A21F

• فاصله اندازه‌گیری: 10 تا 80 سانتی‌متر (تقریبی)
• ولتاژ کاری: 4.5 تا 5.5 ولت DC
• خروجی: آنالوگ (ولتاژ مستقیم متناسب با فاصله)
• جریان مصرفی: کمتر از 30 میلی‌آمپر
• ابعاد: تقریباً 29.5 × 13 × 21.6 میلی‌متر

بررسی پایه های ماژول Sharp GP2Y0A21F

ماژول فاصله‌سنج IR مادون قرمز Sharp GP2Y0A21F به طور معمول دارای سه پین است.

• Vcc (تغذیه): این پین برای تامین برق به ماژول استفاده می‌شود. به طور معمول نیاز به ولتاژ 4.5 ولت تا 5.5 ولت DC دارد. حتماً این پین را به منبع تغذیه مورد نظر متصل کنید.
• GND (زمین): این پین به عنوان مرجع زمین برای ماژول عمل می‌کند. آن را به زمین (0 ولت) منبع تغذیه‌تان متصل کنید.
• Vo (خروجی): این پین خروجی ماژول است. ولتاژ آنالوگی را ارائه می‌دهد که به فاصله‌ای که توسط حسگر IR اندازه‌گیری شده، تناسب دارد. این ولتاژ بر اساس فاصله بین حسگر و شیء تغییر می‌کند. می‌توانید این پین را به پین ورودی آنالوگ میکروکنترلر یا یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) وصل کنید تا مقدار فاصله را بخوانید و پردازش کنید.

به همراه ماژول فاصله‌سنج IR مادون قرمز Sharp GP2Y0A21F چه اقلامی باید خریداری شود؟

• برد آردوینو
• کابل فلت
• برد بورد

راه اندازی ماژول فاصله‌سنج IR مادون قرمز Sharp GP2Y0A21F با آردوینو

 برای راه اندازی ماژول فاصله سنج  Sharp GP2Y0A21F با آردوینو از کد زیر استفاده کنید.متغیر distanceSensorPin با ارزش A0 مشخص می‌کند که پین آردوینو به پین Vo ماژول متصل شده است.در تابع setup()، ارتباط سریال با سرعت 9600 بیت بر ثانیه آغاز می‌شود.در تابع loop()، ابتدا ولتاژ آنالوگ ماژول از طریق analogRead() خوانده می‌شود.سپس ولتاژ به فاصله تبدیل می‌شود، و براساس فرمول کالیبراسیون ماژول فاصله به سانتی‌متر محاسبه می‌شود.اطلاعات ولتاژ و فاصله از طریق سریال مانیتور نمایش داده می‌شوند.با تأخیر 0.5 ثانیه، مجدداً فاصله اندازه‌گیری می‌شود.این کد با استفاده از توابع آردوینو، ولتاژ آنالوگ خوانده شده از ماژول را به ولتاژ و سپس به فاصله تبدیل می‌کند. تبدیل ولتاژ به فاصله از طریق فرمول کالیبراسیون ماژول انجام می‌شود.

const int distanceSensorPin = A0; // پین متصل به پین Vo ماژول

void setup() {
  Serial.begin(9600); // شروع ارتباط سریال با سرعت 9600 بیت بر ثانیه
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(distanceSensorPin); // خواندن ولتاژ آنالوگ از ماژول
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0); // تبدیل مقدار خوانده شده به ولتاژ (5 ولت آردوینو)
  float distance = 27.86 * pow(voltage, -1.15); // تبدیل ولتاژ به فاصله (فرمول کالیبراسیون ماژول)

  Serial.print("ولتاژ: ");
  Serial.print(voltage);
  Serial.print(" ولت - فاصله: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" سانتی‌متر");

  delay(500); // تاخیر 0.5 ثانیه قبل از انجام خواندن مجدد
}

راه اندازی ماژول فاصله‌سنج IR مادون قرمز Sharp GP2Y0A21F با میکروپایتون

جهت راه اندازی ماژول فاصله‌سنج IR مادون قرمز Sharp GP2Y0A21F با میکروپایتون از کد زیر استفاده کنید.  این کد برای استفاده با برد ESP32 طراحی شده است. برای اجرای این کد به نرم افزار Thonny IDE نیاز داریم. این کد مقدار آنالوگ را از ماژول Sharp GP2Y0A21F خوانده، آن را به ولتاژ تبدیل و با استفاده از فرمول کالیبراسیون، فاصله را محاسبه می‌کند. سپس فاصله به هر 0.5 ثانیه یک بار به کنسول چاپ می‌شود.

# کد میکروپایتون برای ماژول فاصله‌سنج IR Sharp GP2Y0A21F با استفاده از برد ESP32

from machine import ADC
import time

# تعریف کانال ADC
adc_channel = 34  # از یک پین که از ADC پشتیبانی می‌کند استفاده کنید (مانند VP، VN در ESP32)

# ایجاد شیی ADC
adc = ADC(0)

while True:
    # خواندن مقدار آنالوگ از سنسور فاصله
    مقدار_آنالوگ = adc.read()

    # تبدیل مقدار آنالوگ به ولتاژ (با فرضیه 3.3 ولت به عنوان مرجع)
    ولتاژ = مقدار_آنالوگ * 3.3 / 4095

    # تبدیل ولتاژ به فاصله با استفاده از فرمول کالیبراسیون (تقریبی)
    فاصله = 27.86 * ولتاژ**-1.15

    print("مقدار آنالوگ: {} - ولتاژ: {:.2f} ولت - فاصله: {:.2f} سانتی‌متر".format(مقدار_آنالوگ, ولتاژ, فاصله))

    time.sleep(0.5)  # صبر برای 0.5 ثانیه قبل از خواندن مقدار بعدی