Проекты с использованием контроллера Arduino

Часть III. Практическое применение Arduino 
При измерении расстояния до сильно удаленных объектов выход датчика остается 
приблизительно таким же, как и при измерении минимально удаленных расстоя-
ний. Минимально измеряемое расстояние ограничено особенностями датчика 
Sharp, а именно — выходное напряжение при уменьшении расстояния (в зависимо-
сти от датчика — от 4-х до 20 см) начинает резко падать. По существу это означает, 
что одному значению выходного напряжения соответствуют два расстояния: очень 
близкое и очень далекое. Для предотвращения проблемы следует избегать слишком 
близкого приближения объектов к датчику. 
В целом график зависимости между расстоянием и напряжением не является ли-
нейным, однако в пределах допустимых расстояний график обратной величины 
выходного напряжения и расстояния к линейности приближается достаточно близ-
ко, и с его помощью довольно просто получить формулу для преобразования на-
пряжения в расстояние. Для нахождения такой формулы необходимо точки этого 
графика ввести в какую-либо программу обработки табличных данных и из них 
создать новый график. В программе обработки табличных данных на основе точек 
графика возможно автоматически вычислить линию тренда. На рис. 19.5 приведен 
график связи исправленной обратной величины между выходным напряжением 
инфракрасного датчика GP2Y0A21YK и расстоянием вместе с линейной линией 
тренда. Выходное напряжение для упрощения формулы уже переведено в 10-бит-
ное значение аналогово-цифрового преобразователя с опорным напряжением +5 В. 
Рис. 19.5. График зависимости между выходным напряжением датчика GP2Y0A21YK
и расстоянием 

---

Глава 19. Arduino и датчики расстояния 
253 
19.5. Подключение датчиков Sharp к Arduino 
Работать с сенсорами Sharp очень просто — достаточно подключить к нему пита-
ние и завести вывод Vo на аналоговый вход Arduino. Значение получаемой функ-
ции
analogRead
представляет собой целое число от 0 до 1023. Таким образом, чтобы 
узнать напряжение на выходе сенсора, необходимо значение на аналоговом входе 
Arduino умножить на
0,0048828125 (5 В / 1024). Содержимое скетча, выдающего 
расстояние, измеряемое датчиком Sharp, в последовательный порт, представлено 
в листинге 19.2. 
Листинг 19.2 
// 
// SHARP IR sensor 
// 
int IRpin = 0; // аналоговый пин для подключения выхода Vo сенсора 
void setup() { 
Serial.begin(9600); // старт последовательного порта 
} 
void loop() { 
// 5V/1024 = 0.0048828125 
float volts = analogRead(IRpin)*0.0048828125; 
// считываем значение сенсора и переводим в напряжение 
Serial.println(volts); // выдаем в порт 
delay(100);
} 

---

ГЛ А В А
20 
Arduino и передача данных 
в инфракрасном диапазоне 
Устройства инфракрасного (ИК) диапазона волн часто применяются в робототех-
нике. На ИК-трансиверах (приемопередатчиках) можно организовать полноценный 
обмен данными. Самое простое применение — использование ИК-пульта (думаю, 
найдется в каждом доме) для управления роботом. 
20.1. Обмен данными
в инфракрасном диапазоне 
Для обеспечения надежного приема и гарантированной защиты от помех использу-
ется модуляция сигнала и кодирование. Передача данных производится в близком
к видимому инфракрасном спектре. Длина волны в большинстве реализованных 
систем варьируется в пределах 800–950 нм. Самый простой способ избавиться от 
фонового шума — модулировать (заполнить) сигнал при передаче одной из стан-
дартных частот: 30, 33, 36, 37, 38, 40, 56 кГц. Именно на эти частоты настроены все 
современные интегральные приемники. 
Для обеспечения достаточной дальности при передаче кодовой последовательности 
необходимо сформировать мощный сигнал. Ток через ИК-светодиод может дости-
гать 1 А — такие токи вполне допустимы в импульсном режиме, при этом средняя 
рассеиваемая мощность не должна превышать предельно допустимую, указанную 
в документации. 
Разработано большое количество специализированных микросхем (SAA3010, 
GS8489, KS51840 и т. п), генерирующих готовую кодовую последовательность и 
потребляющих минимальный ток в ждущем режиме, что немаловажно при питании 
от батарей. Эти микросхемы существенно упрощают схему пультов дистанционно-
го управления (ПДУ). Когда мы нажимаем кнопку пульта, микросхема передатчика 
активизируется и генерирует кодовую последовательность с заданным заполнени-
ем. Светодиод преобразуют эти сигналы в ИК-излучение. Излученный сигнал при-
нимается фотодиодом, который снова преобразует ИК-излучение в электрические 
импульсы. Эти импульсы усиливаются и демодулируются микросхемой приемника. 
Затем они подаются на декодер. Декодирование обычно осуществляется программ-
но с помощью микроконтроллера. 

---