Sensores de Obstáculos

Normalmente os sensores de obstáculos usados nos robôs micromouse são sensores IR. A quantidade mínima de sensores são quatro (eu não arriscava fazer com menos): 2 sensores para a frente e dois na diagonal (direita e esquerda). Há casos onde são usados cinco sensores (um para a frente, dois para as diagonais e dois para as laterais).

Os que eu considero mais eficientes são de dois tipos: o TSL262 (IR Light-to-Voltage Optical Sensor) ou o TEFT4300 (IR Phototransistor), ambos para os 940-950 nm de comprimento de onda. Para uma melhor eficiência será sempre necessário arranjar um emissor nesse comprimento de onda. O SFH4511 cumpre esses requisitos. Estes componentes, em principio, estão disponíveis na RS ou na Farnell.

A distância será sempre uma função da luz emitida versus sensibilidade do receptor. Por isso é aconselhável ligar o emissor através de um driver (ex. ULN2803) e não directamente do microcontrolador. No caso dos receptores apresentados não é necessário nenhuma amplificação extra pois estes já amplificam.

Para reduzir, ou até eliminar, o ruído provocado pela radiação IR utiliza-se um algoritmo muito simples mas eficaz. Primeiro obtém-se uma leitura dos sensores de IR (leitura_escuro) depois ligam-se os LED IR (espera-se um pouco ~2us para o TEFT4300 e ~7us para o TSL262) e lê-se o valor na ADC dos sensores (leitura_luz) desligando-se depois os LED. O valor será então igual à diferença entre leitura_luz e leitura_escuro.

Como a função poderá não ser linear teremos de proceder a uma calibração (basta de um em um cm), colocar os valores numa tabela e depois interpolar.

No Grígora eu utilizo o par TEFT4300-SFH4511 e, com esta combinação, obtenho cerca de 300mm de distância. É o suficiente pois é maior do que 180mm que é a o tamanho de uma célula. O robô calcula o próximo movimento um pouco antes do meio da célula (~80mm desde o início da célula).

 

2 comentários em “Sensores de Obstáculos

  • Em vez de se utilizarem emissores e recetores de IR individuais, não seria vantajoso utilizarem-se os mesmo numa única cápsula, p. ex. CNY70?
    Aplicando-se a técnica indicada para medir as distâncias, não será então necessário utilizarem-se recetores de IR modulados (36 ou 38kHz)?
    Com 4 sensores de obstáculos, porque razão são colocados 2 sensores na diagonal esquerda e direita e não nas laterais?
    cump.
    António Francisco

    • Caro Francisco,
      -Claro que se pode utilizar o CNY70 ou similar. A utilização em separado tem a ver com a liberdade de acertos mecânicos (escolha do ponto de reflexão).
      -Não é necessário utilizar modulação, embora possível, levaria a um tempo de detecção mais elevado.
      -A colocação na diagonal tem a ver com a necessidade de detecção antecipada do próximo movimento durante a navegação na célula actual. Na diagonal conseguimos corrigir a navegação (manter a distância às paredes laterais) e, um pouco depois do meio da célula, conseguir detectar o próximo movimento pois já se consegue ‘ver’ todas as paredes da próxima célula.

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