【基于树莓派5 Raspberry Pi 5,今天讲一下红外避障传感器实验】
树莓派5 Raspberry Pi5——红外避障传感器模块
实验中的红外避障传感器是树莓派基础实验套件里其中一个模块,
后面会讲解里面其他的实验,感兴趣的可以看看。
概述
- 该传感器模块对环境光线适应能力强,其具有一对红外线发射与接收管用于检测障碍物,
通过电位器旋钮调节检测距离,顺时针旋转时增加有效距离,该模块有效距离范围为2~5cm.。传感器特设M3固定安装孔,调节方向与固定方便易用,使用宽电压LM393比较器,信号干净,波形好,驱动能力强,超过15mA。可以应用于流水线计件、机器人避障及黑白线循迹等众多场合。 - 电路图说明:

接好VCC和GND,模块的电源指示灯会亮,红外发射管发射出一定频率的红外线,当检测方向遇到障碍物(反射面)时,红外线会被反射回来被红外接收管接收,经过比较器电路处理之后,开关指示灯会亮起,同时信号输出接口持续输出低电平数字信号(平时输出高电平)。
使用说明

- 引脚说明:
VCC:电源正极,外接3.3V-5V电压,可直接与单片机相连。
GND:电源负极,外接GND
OUT:数字输出(输出0和1) - 产品说明:
1.检测距离可以通过电位器进行调节。顺时针调电位器,检测距离增加;逆时针调电位器,检测距离减少。
2.模块中监测目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中黑色探测距离最小,白色最大;小面积物体距离小,大面积距离大。
3.传感器模块输出端口 OUT 可直接与单片机 IO 口连接即可,也可以直接驱动一个5V继电器。
4.比较器采用 LM393,工作稳定。
注:
接好VCC和GND,模块的电源指示灯会亮,红外发射管发射出一定频率的红外线,当检测方向遇到障碍物(反射面)时,红外线会被反射回来被红外接收管接收,经过比较器电路处理之后,开关指示灯会亮起,同时信号输出接口持续输出低电平数字信号(平时输出高电平)
程序说明
-
实验现象:
当模块检测到有障碍物时,LED点亮;当没有检测到障碍物时,LED熄灭。 -
电路连接:

-
主要程序:

树莓派程序运行
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电路连接:

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程序运行:
【Python】
安装gpiozero库
可以使下面命令来安装该库
其它树莓派上的系统可以使下面命令来安装该库:

运行以下语句可以查看树莓派GPIO口定义

下载树莓派参考例程,将文件解压后拷贝放在用户名目录下,运行

此时可看见树莓派在正确运行程序,若想退出,按ctrl+C即可。
指令说明:gpiozero.Button(pin, pull_up, active_state, bounce_time, hold_time, hold_repeat)
Button 继承于 DigitalInputDevice,代表一个简单的按钮或者开关按钮的一端连接地线,另一端连接到任何GPIO引脚;或者按钮的一端连接3V3引脚,另一端连接任何GPIO引脚,然后在Button的初始化构造方法设置pull_up为False。
主要参数:
pin:GPIO口编号
pull_up: 内部上下拉电阻设置,
设置为True(默认)时,GPIO引脚被拉高,需将按键的另一端接地。
设置为Flase时,GPIO引脚被拉高低,需将按键的另一端接3V3。
设置为None时,GPIO引脚悬空,gpiozero无法猜测活动状态,必须设置active_state。
active_state:
设置为True时,当硬件引脚状态为“高”,软件显示引脚状态也为“高”。
设置为False时,则输入的极性相反,当硬件引脚状态为“高”,软件显示引脚状态为“低”。
当pull_up设置为None时,使用该参数设置未知的引脚活动状态。
当pull_up设置为True或者False时,引脚的活动状态被将自动赋值。
bounce_time: 软件消抖时间。一般开关在大约20ms内信号不稳定,存在所谓的“开关抖动。
设置为None时,将不执行软件抖动补偿,否则该参数是组件在初始更改后忽略的时间长度(秒),默认1s。
hold_time: 按下按钮后直到触发when_held的时间,单位秒。
hold_repeat:
如果为True,则只要按钮持续被按下when_held会每隔hold_time时间持续被触发。
如果为False,则when_held只会触发一次。
更多指令请查看gpiozero文档
注意事项
1、正确接线,切勿将正负接反,使板子电子器件烧毁。
2、使用本模块时,避免探头阳光直射。光线对模块有干扰作用;灵敏度调节不应过高,过高的灵敏度可能引起误触发;在临界值时,会出现LED微亮,这种情况是未触发状态,此时输出为高电平。
3、使用控制板时(比如树莓派、STM32、ARDUINO等),应将MCU 的I/O口设置为输入模式/接收模式,否则无法使用;其他MC或者更为高级的控制板如 ARM 这些,若需设置I0口为输入输出模式,都必须设置为输入模式/接收模式,否则无法使用;51系列单片机可直接使用,无需设置输入输出模式。
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