編者語：本文來自RoboticFan機器人創(chuàng)意和評測實驗室的測評。原文地址：解讀紅外距離傳感器GP2D12
GP2d12是一款SHARP公司生產(chǎn)的紅外線測距傳感器，廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，在機器人制作過程中，我們也時常用 它來進行機器人與障礙物之間的距離測量，行進速度等。
GP2d12產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)：
1.測量射程范圍：10 to 80 cm
2.最大允許角度：>40°
3.電源電壓：4.5 to 5.5V
4.平均功耗：35mA
5.峰值功耗：約200mA
6.更新頻率/周期：25Hz/40ms
7.模擬輸出噪聲：<200mV
8.測量距離與輸出模擬電壓關(guān)系：2.4V~0.4V模擬信號對應(yīng)10cm~80cm，輸出與距離成反比非線性關(guān)系。
與Arduino連接使用簡介:
GP2d12硬件電路簡單，功能強大，使用方便。三個引腳分別接，數(shù)據(jù)傳輸線、G、VCC，將數(shù)據(jù)線與Arduino板的Analog IN引腳相連接。通過對Arduino編程實現(xiàn)模擬量讀取，程序簡短好用。（Arduino Diecimila擁有6個Analog IN，Arduino Mega更是強大的擁有16個模擬量輸入端）
GP2d12使用性能個人點評：
優(yōu)點：
1. 紅外傳感器連接使用簡單，對于1米以內(nèi)的中距離測試精度良好、性能優(yōu)越。
2. 數(shù)據(jù)測量值穩(wěn)定，測量結(jié)果波動較小。
3. 數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，程序讀取簡單不會在數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，錯誤信號較少。
缺陷：
1. GP2d12測量范圍有限，最大值80cm，并且從60cm開外的距離開始測量值的波動較大，與實際情況偏差增大。（60cm為室內(nèi)環(huán)境的個人感 受，不同環(huán)境所產(chǎn)生的干擾不同所以可能達到的精度也有所不同。）
2. 當(dāng)障礙物（或目標(biāo)）與紅外傳感器之間的距離小于10cm時，測量值將與實際值出現(xiàn)明顯偏差，當(dāng)距離值從10降至0的過程中，測量值將在10~35之 間遞增。（電壓值與距離值關(guān)系：如圖）
3. 紅外傳感器，使用時會受到環(huán)境光的影響，在室內(nèi)使用時，傳感器數(shù)據(jù)接收時可能會受到白熾燈光線的印象，產(chǎn)生一 些非真的距離值。
GP2d12使用注意及使用優(yōu)化方式：
1. 當(dāng)多個GP2d12同時連接Arduino板使用時，由于供電量的增加，可能造成電壓不穩(wěn)定而對測量結(jié)果產(chǎn)生偏差。從硬件角度可以通過在VCC與 GND之間接電容的方式來穩(wěn)定對GP2d12的供電，減少供電電壓波動對測量結(jié)果的影響，或者在GND與數(shù)據(jù)線之間接一個電容減小輸出電壓的波動略去可能 出現(xiàn)的誤差信號，提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。（接線見附錄圖）
2. 針對測量時可能產(chǎn)生的干擾和誤差數(shù)值，可能從軟件的角度進行改進和防止，通過多次的測量記錄，排除一場輸入量 后，取均值來的到一個較為穩(wěn)定更為接近實際值的測量數(shù)據(jù)。其次可以根據(jù)實際的使用要求，可以進行有效值的范圍定義，過濾超出范圍的測量結(jié)果，該范圍可根據(jù) 使用情況自行界定。
3. 針對紅外傳感器測量時，可能受環(huán)境光影響測量結(jié)果，在安放使用時竟可能避免傳感器正對燈光的使用，可以將 GP2d12的發(fā)射接收端水平放置進行測量，盡可能減少環(huán)境光帶來的干擾。
總體來說GP2d12在對測量精度要求不高，測量范圍在1m以內(nèi)的情況下，對物體距離值的定位是非 常簡單有效地、操作簡便、實用性強。
附:
- Arduino簡單例程:
- Int i; //模擬量讀取
- int val; //模擬量轉(zhuǎn)換實際距離值存儲
- int analog=0; //模擬量接線引腳號
- void setup()
- {
- pinMode(redpin,OUTPUT);
- }
- void loop()
- {
- i=analogRead(analog);
- val=(6762/(i-9))-4; // val=(6787.0 /(i- 3.0)) - 4.0;
- }
關(guān)于2D12的原理，可以參考：http://www.roboticfan.com/article/html/170.shtml
Tags:紅外傳感器傳感器GP2D12