SKU:RB-02S042 夏普GP2Y0A02YK0F红外测距传感器

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产品概述

GP2Y0A02YK0F是夏普的一款距离测量传感器模块。它由PSD(position sensitive detector) 和IRED (infrared emitting diode) 以及信号处理电路三部分组成。由于采用了三角测量方法,被测物体的材质、环境温度以及测量时间都不会影响传感器的测量精度。传感器输出电压值对应探测的距离。通过测量电压值就可以得出所探测物体的距离,所以这款传感器可以用于距离测量、避障等场合。

规格参数

  1. 距离测量范围:20 to 150 cm
  2. 信号输出类型:电压模拟信号
  3. 包装尺寸:29.5×13×21.6 mm
  4. 功耗: 标称值33 mA
  5. 供电电压:4.5 to 5.5 V
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6.接口定义

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工作原理

通过红外线的反射原理,从发射到接收到回传信号,传感器共引出三个引脚分别接,信号线S、电源地G、电源正VCC,将信号线与 Arduino 板的 Analog IN 引脚相连接。通过对Arduino编程实现模拟量读取,程序简短好用。

性能简评

GP2D12使用性能个人简评:
优点:

  • 红外传感器连接使用简单,对于1米以内的中距离测试精度良好、性能优越。
  • 数据测量值稳定,测量结果波动较小。
  • 数据传输稳定,程序读取简单不会在数据传输过程中出现卡死的现象,错误信号较少。

缺陷:

  • GP2d12测量范围有限,最大值80cm,并且从60cm开外的距离开始测量值的波动较大,与实际情况偏差增大。(60cm为室内环境的个人感受,不同环境所产生的干扰不同所以可能达到的精度也有所不同。)
  • 当障碍物(或目标)与红外传感器之间的距离小于10cm时,测量值将与实际值出现明显偏差,当距离值从10降至0的过程中,测量值将在10~35之间递增。(电压值与距离值关系:如图)
  • 红外传感器,使用时会受到环境光的影响,在室内使用时,传感器数据接收时可能会受到白炽灯光线的印象,产生一些非真的距离值。

GP2D12使用注意及使用优化方式:

  • 当多个GP2d12同时连接Arduino板使用时,由于供电量的增加,可能造成电压不稳定而对测量结果产生偏差。从硬件角度可以通过在VCC与 GND之间接电容的方式来稳定对GP2d12的供电,减少供电电压波动对测量结果的影响,或者在GND与数据线之间接一个电容减小输出电压的波动略去可能出现的误差信号,提高数据稳定性。(接线见附录图)
  • 针对测量时可能产生的干扰和误差数值,可能从软件的角度进行改进和防止,通过多次的测量记录,排除一场输入量后,取均值来的到一个较为稳定更为接近实际值的测量数据。其次可以根据实际的使用要求,可以进行有效值的范围定义,过滤超出范围的测量结果,该范围可根据使用情况自行界定。
  • 针对红外传感器测量时,可能受环境光影响测量结果,在安放使用时竟可能避免传感器正对灯光的使用,可以将 GP2d12的发射接收端水平放置进行测量,尽可能减少环境光带来的干扰。

总体来说:

  • GP2d12在对测量精度要求不高,测量范围在1m以内的情况下,对物体距离值的定位是非常简单有效地、操作简便、实用性强。

使用方法

example1_Arduino

  • 硬件连接

将夏普GP2Y0A02YK0F 红外测距传感器连接到UNO控制器的A1接口

  • 示例程序
/*  description:  
    The sample code is used to measure distance by GP2Y0A02YK IR ranger sensor.  
    VCC -- VCC  
    GND -- GND  
    Signal -- Analog 1    
    */ 
int IRpin = 1;                                    // analog pin for reading the IR sensor 
void setup() {
	Serial.begin(9600);                             // start the serial port
} 
void loop() {
	float volts = analogRead(IRpin)*0.0048828125;   // value from sensor * (5/1024) - if running 3.3.volts then change 5 to 3.3
	float distance = 65*pow(volts, -1.10);          // worked out from graph 65 = theretical distance / (1/Volts)  
	Serial.println(distance);                       // print the distance  
	delay(100);                                     // arbitary wait time.
}


example2_Arduino

  • 示例程序
/******** start code ********/
/*
 *	created		2013-07-26
 *	by		lisper (leyapin@gmail.com)
 *	function	test gp2y0a02yk, read value from A1
 *
 */

//connect gp2y0a02 to A1
#define pin A1

void setup () {
        Serial.begin (9600);
        pinMode (pin, INPUT);
}

void loop () {
        uint16_t value = analogRead (pin);
        uint16_t range = get_gp2y0a02 (value);
        Serial.println (value);
        Serial.print (range);
        Serial.println (" cm");
        Serial.println ();
        delay (500);
}

//return distance (cm)
uint16_t get_gp2y0a02 (uint16_t value) {
        if (value < 70)  value = 70;
        return 12777.3/value-1.1;        //(cm)
        //return (62.5/(value/1023.0*5)-1.1);        //(cm)
        //return ((67870.0 / (value - 3.0)) - 40.0); //gp2d12 (mm)
}

/******** end code ********/
  • 程序效果

打开Arduino IDE软件的串口监视器,将波特率设置为9600,能显示出当前传感器测试到的障碍物距离。测量时注意障碍物需要在传感器测量的有效范围内。

02S04201.png

资料下载

Erweima.png
  • 产品资料

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