HC-SR04 VS VL53L0X - Prueba 1 - Uso para aplicaciones de coche robot: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Este instructable propone un proceso de experimentación simple (aunque lo más científico posible) para comparar aproximadamente la efectividad de los dos sensores de distancia más comunes, que tienen un funcionamiento físico completamente diferente. El HC-SR04 usa ultrasonido, significa ondas sonoras (mecánicas) y el VL53L0X usa ondas de radio infrarrojas, que son electromagnéticas muy cercanas (en frecuencia) al espectro óptico.

¿Cuál es el impacto práctico de tal diferencia de terreno?

¿Cómo podemos concluir qué sensor se adapta mejor a nuestras necesidades?

Experimentos a realizar:

1. Comparación de precisión de mediciones de distancia. Mismo objetivo, plano del objetivo vertical a la distancia.
2. Comparación de la sensibilidad del material objetivo. Misma distancia, plano del objetivo vertical a distancia.
3. Ángulo del plano objetivo a la línea de comparación de distancia. Mismo objetivo y distancia.

Por supuesto, hay mucho más por hacer, pero con estos experimentos alguien puede obtener una visión interesante de la evaluación de sensores.

En el último paso se da el código para el circuito arduino que hace posible la evaluación.

Paso 1: Materiales y equipo

1. palo de madera de 2cmX2cmX30cm, que sirve de base

2. clavija de 60 cm de largo y 3 mm de grosor cortado en dos piezas iguales

   Las clavijas deben colocarse firmemente y verticalmente en el palo con una separación de 27 cm (esta distancia no es realmente importante, ¡pero está relacionada con las dimensiones de nuestro circuito!)

3. cuatro tipos diferentes de obstáculos del tamaño de una foto típica 15cmX10cm

   1. papel duro
   2. papel duro - rojizo
   3. plexiglás
   4. papel duro cubierto con papel de aluminio
4. para los soportes de los obstáculos, hice dos tubos con lápices viejos que pueden girar alrededor de las clavijas

para el circuito arduino:

1. arduino UNO
2. tablero de circuitos
3. cables de salto
4. un sensor ultrasónico HC-SR04
5. un sensor LÁSER infrarrojo VL53L0X

Paso 2: Información sobre los sensores …

Sensor de distancia por ultrasonidos HC-SR04

Clásicos de antaño de la robótica económica, muy baratos aunque muy sensibles en caso de una conexión incorrecta. Yo diría (aunque irrelevante para el objetivo de este instructables) ¡no ecoómico para el factor energético!

Sensor de distancia láser infrarrojo VLX53L0X

Utiliza ondas electromagnéticas en lugar de ondas de sonido mecánicas. En el plan, proporciono una conexión incorrecta que significa que de acuerdo con la hoja de datos (¡y mi experiencia!) Debería conectarse a 3.3V en lugar de 5V en el diagrama.

Para ambos sensores proporciono hojas de datos.

Paso 3: efecto del aparato en el experimento

Antes de comenzar los experimentos, tenemos que comprobar la influencia de nuestro "aparato" en nuestros resultados. Para hacer esto, probamos algunas medidas sin nuestros objetivos experimentales. Entonces, después de dejar las clavijas solas, intentamos "verlas" con nuestros sensores. Según nuestras mediciones a 18 cm y a 30 cm de distancia de las clavijas, los sensores dan irrelevantes resultados. Así que no parecen jugar ningún papel en los próximos experimentos.

Paso 4: Comparación de precisión de distancia

Notamos que en el caso de distancias inferiores a los 40 cm aproximadamente, la precisión del infrarrojo es mejor, en lugar de las distancias más largas donde el ultrasonido parece funcionar mejor.

Paso 5: Precisión dependiente del material

Para ese experimento utilicé objetivos de papel duro de diferentes colores sin diferencia en los resultados (para ambos sensores). La gran diferencia, como se esperaba, fue con el objetivo transparente de plexiglás y el objetivo clásico de papel duro. El plexiglás parecía ser invisible para los infrarrojos, en lugar de los ultrasonidos para los que no había diferencia. Para mostrar esto, presento las fotos del experimento junto con las medidas relacionadas, donde la precisión del sensor de infrarrojos domina a la competencia es en el caso de una superficie fuertemente reflectante. Ese es el papel duro cubierto con papel de aluminio.

Paso 6: Comparación de la precisión de la distancia relacionada con el ángulo

Según mis mediciones, existe una dependencia mucho más fuerte de la precisión en el ángulo en el caso del sensor de ultrasonido, en lugar del sensor de infrarrojos. La inexactitud del sensor de ultrasonidos aumenta mucho más con el aumento del ángulo.

Paso 7: Código Arduino para evaluación

El código es lo más simple posible. El objetivo es mostrar en la pantalla de la computadora simultáneamente las mediciones de ambos sensores para que sean fáciles de comparar.

¡Divertirse!