如何將紅外傳感器與樹莓派連接

概述

紅外線傳感器或紅外線傳感器是電子愛好者和制造商常用的傳感器模塊之一。它們通常用作障礙物檢測(cè)傳感器或接近傳感器。

IR傳感器也用于非接觸式數(shù)字轉(zhuǎn)速計(jì)。實(shí)施紅外傳感器的其他一些應(yīng)用是線路跟隨器機(jī)器人，障礙避免機(jī)器人，避免機(jī)器人邊緣等等。

關(guān)于紅外傳感器（紅外接近傳感器）的簡(jiǎn)要說明

紅外傳感器發(fā)射和接收紅外輻射。它們通常用作接近傳感器，即如果物體靠近傳感器則檢測(cè)并報(bào)警。

讓我通過提供兩個(gè)真實(shí)的應(yīng)用程序來幫助您更好地了解IR傳感器紅外傳感器。第一個(gè)是移動(dòng)電話。

現(xiàn)在幾乎所有移動(dòng)電話都有紅外傳感器。通常，它們將被放置在手機(jī)上的聽筒附近。

當(dāng)用戶撥打或接聽電話時(shí)，紅外傳感器會(huì)檢測(cè)到手機(jī)離用戶耳朵的距離。如果它靠近耳朵，手機(jī)的顯示屏將被關(guān)閉，以免您意外觸摸屏幕上的任何內(nèi)容。

另一個(gè)重要的應(yīng)用是汽車。所有現(xiàn)代汽車都配備了倒車停車傳感器，可以感知您可以在多大程度上扭轉(zhuǎn)汽車而不會(huì)碰到任何東西。這些反向傳感器使用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)。

紅外傳感器模塊基本上由三部分組成：紅外發(fā)射器，紅外探測(cè)器和控制電路。

通常，紅外LED用作紅外發(fā)射器，光電二極管或光電晶體管（較少使用）用作紅外線探測(cè)器?？刂齐娐酚蓭в斜匾?a target="_blank">比較器IC組成。

根據(jù)應(yīng)用和要求，IR傳感器可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)。在第一種方法中，IR發(fā)射器和IR探測(cè)器并排放置。在第二種設(shè)置中，紅外發(fā)射器和紅外探測(cè)器彼此相對(duì)放置。

第一種實(shí)施方式稱為反射型紅外傳感器。在此設(shè)置中，紅外發(fā)射器連續(xù)發(fā)射紅外光，如果傳感器前面有任何障礙物/物體，紅外光會(huì)撞擊物體并反彈回來。紅外探測(cè)器捕獲反射信號(hào)，控制電路將在其輸出上反映邏輯高電平。

第二種實(shí)施方式，紅外發(fā)射器和探測(cè)器位于face-t-face，被稱為透射型紅外傳感器。在這里，來自紅外發(fā)射器的紅外光總是落在探測(cè)器上。

如果發(fā)射器和探測(cè)器之間有物體，那么紅外線就會(huì)受阻燈和控制電路將檢測(cè)到這一點(diǎn)并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)妮敵觥?/p>

本項(xiàng)目中使用的紅外傳感器是反射型紅外傳感器。您可以輕松地將這種類型的紅外傳感器構(gòu)建為DIY項(xiàng)目，因?yàn)殡娐贩浅：?jiǎn)單。

紅外傳感器模塊示意圖

下圖顯示紅外線電路圖傳感器模塊。它由以下組件組成。

紅外LED

光電二極管

150Ω電阻器

10KΩ電阻器

10KΩ電位器

LM358

LED

1KΩ電阻

Raspberry Pi紅外傳感器接口

現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了紅外傳感器模塊及其連接，我們將繼續(xù)使用Raspberry Pi連接IR傳感器。

Raspberry Pi紅外傳感器接口可以轉(zhuǎn)換為接近檢測(cè)器，應(yīng)用程序?qū)z測(cè)對(duì)象是否太靠近傳感器。

電路圖

下圖顯示了使用Raspberry連接紅外傳感器的連接圖皮。您已經(jīng)看過IR傳感器模塊的電路圖。

所需組件

Raspberry Pi 3 B型

紅外傳感器

5V蜂鳴器

迷你面包板

連接電線

電源供應(yīng)

計(jì)算機(jī)

電路設(shè)計(jì)

紅外傳感器模塊只有三個(gè)引腳：VCC，GND和數(shù)據(jù)。將IR傳感器的VCC和GND引腳連接到Raspberry Pi的+ 5V和GND引腳。

然后將IR傳感器的Data引腳連接到GPIO23，即物理引腳16 Raspberry Pi。

為了表示鬧鐘，我使用了一個(gè)簡(jiǎn)單的5V蜂鳴器。將蜂鳴器的一個(gè)端子連接到Raspberry Pi的GND，另一個(gè)端子（通常標(biāo)記為+）連接到GPIO24，即Raspberry Pi的物理引腳18。

代碼

以下是IR Sensor與Raspberry Pi接口的代碼。它是用Python編寫的。

工作

我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何連接IR傳感器與Raspberry Pi。我現(xiàn)在將解釋項(xiàng)目的工作情況。

所有的魔力都發(fā)生在紅外傳感器模塊中。由于它是反射型紅外傳感器，每當(dāng)物體放置在傳感器前面時(shí)，來自紅外LED的紅外光在撞擊物體后會(huì)反射回來并落在光電二極管上。

然后光電二極管開始導(dǎo)通。因此，LM358的同相輸入端的電壓將大于反相輸入端的電壓。

由于LM358作為比較器，其輸出將變?yōu)楦唠娖?，板載LED發(fā)光。 Raspberry Pi檢測(cè)到數(shù)據(jù)引腳上的HIGH，它會(huì)激活蜂鳴器。

使用10KΩ電位計(jì)，您可以調(diào)整物體放在前面的距離的傳感器，以便檢測(cè)。

應(yīng)用程序

如前面部分所述，接近傳感器或障礙物檢測(cè)是紅外傳感器與Raspberry Pi接口的主要應(yīng)用。一些常見的應(yīng)用包括：

非接觸式轉(zhuǎn)速計(jì)

線跟隨器機(jī)器人

障礙避免機(jī)器人

汽車倒車?yán)走_(dá)

移動(dòng)接近傳感器