Mikä on ToF ja miten sitä käytetään?

Time-of-Flight (ToF) on etäisyyden mittausmenetelmä, joka laskee, kuinka kauan signaalin (yleensä valon tai laserpulssin) kestää matkustaa kohteeseen ja takaisin anturille. ToF HAT käyttää tätä periaatetta laser-valonlähteen ja erittäin herkkiä ilmaisimia hyödyntäen etäisyyden tarkkaan laskemiseen.

1. Valon lähetys: Anturi lähettää laserpulssin.

2. Heijastus: Pulssi heijastuu kohteesta.

3. Ajan mittaus: Anturi tallentaa ajan, joka valolta kesti palata.

4. Etäisyyden laskenta: Anturi laskee etäisyyden kohteeseen valonnopeuden ja pulssin paluuaikaan perustuen.

Tämä etäisyyden mittausmenetelmä on erittäin tarkka ja toimii riippumatta pinnan heijastavuudesta, mikä on merkittävä etu perinteisiin ultraääniantureihin verrattuna.

 

Kuinka käyttää ToF Hattia

Tarvittavat materiaalit

• M5StickCPlus2: Toimii pääohjaimena ja vastaa tietojen näyttämisestä

• M5StickC ToF HAT: Tarkat laseretäisyysanturit etäisyyden mittaamiseen

import os, sys, io
import M5
from M5 import *
from hardware import *
from hat import ToFHat

label0 = None
label1 = None
i2c0 = None
pin19 = None
pwm2 = None
hat_tof_0 = None

def setup():
  global label0, label1, i2c0, pin19, pwm2, hat_tof_0

  M5.begin()
  label0 = Widgets.Label("label0", 0, 0, 1.0, 0xffffff, 0x222222, Widgets.FONTS.DejaVu18)
  label1 = Widgets.Label("label1", 100, 0, 1.0, 0xffffff, 0x222222, Widgets.FONTS.DejaVu18)

  Widgets.setRotation(1)
  i2c0 = I2C(0, scl=Pin(26), sda=Pin(0), freq=100000)
  hat_tof_0 = ToFHat(i2c0)
  pin19 = Pin(19, mode=Pin.OUT)
  pwm2 = PWM(Pin(2), freq=5000, duty=512)

def loop():
  global label0, label1, i2c0, pin19, pwm2, hat_tof_0
  M5.update()
  label0.setColor(0x33ff33, 0x000000)
  label1.setColor(0x33ff33, 0x000000)
  label0.setText(str('etäisyys'))
  label1.setText(str(hat_tof_0.get_distance()))
  if (hat_tof_0.get_distance()) < 10:
    pin19.value(1)
    pwm2.duty(512)
  else:
    pin19.value(0)
    pwm2.duty(0)

if __name__ == '__main__':
  try:
    setup()
    while True:
      loop()
  except (Exception, KeyboardInterrupt) as e:
    try:
      from utility import print_error_msg
      print_error_msg(e)
    except ImportError:
      print("päivitäthän laiteohjelmiston uusimpaan versioon")

Kopioi koodi ✔ Kopioitu!

Alusta IIC, hat, aseta GPIO19 lähtötilaan valon päälle/pois kytkemiseksi, ja aseta GPIO2 PWM-taajuudelle ja työjaksolle summerin ohjaamiseksi.

Näytä mitattu etäisyys M5stickCplus2:ssa ja aseta etäisyys, jolla haluat varoituksen.

M5StickC ToF HAT on I2C-pohjainen anturimoduuli, joka voidaan helposti liittää M5StickC-laitteeseen. Tässä ovat moduulin keskeiset osat:

   

Virtalähde:

Etäisyyden laskenta:

  Anturi laskee etäisyyden käyttämällä kaavaa:

  Etäisyys=\frac{c \times t}{2}

  missä:

M5StickC ToF:n käyttö HAT Projekteissa

Integroi M5StickC ToF HAT M5StickC-laitteeseen:

1. Laitteiston asennus:

• Kytke ToF HAT M5StickC:n I2C-porttiin. M5StickC syöttää automaattisesti virran ja kommunikoi ToF-anturin kanssa I2C-väylän kautta.

2. Ohjelmointi:

• Vaihtoehtoisesti voit käyttää Arduino IDE tai MicroPython-ympäristöä kirjoittaaksesi mukautettua koodia, mikä antaa enemmän hallintaa ja joustavuutta projekteihisi.
• Voit käyttää UIFlow-graafista ohjelmointialustaa vuorovaikutukseen anturin kanssa ja etäisyysarvojen lukemiseen. UIFlow tekee M5StickC:n ohjelmoinnista helppoa ja mahdollistaa ToF-anturin tietojen käytön vain muutamalla lohkolla.

3. Esimerkki UIFlow-lohko-ohjelmasta:

• UIFlow'ssa voit käyttää lohkoja anturin alustamiseen, etäisyyden lukemiseen ja tuloksen näyttämiseen näytöllä tai toiminnan suorittamiseen mitatun etäisyyden perusteella.

4. Datan käsittely:

• Kun olet saanut etäisyystiedot, voit käsitellä niitä ja laukaista toimintoja. Esimerkiksi:
  • Jos etäisyys on alle kynnysarvon, aktivoi summeri tai anna hälytysääni.
  • Jos rakennat robottia, muuta sen suuntaa, kun este havaitaan.

      

Johtopäätös

M5StickC ToF HAT on tehokas ja helposti integroitava anturi, joka tuo korkean tarkkuuden etäisyysmittauksen projekteihisi. Olitpa kehittämässä robottien esteiden väistämisjärjestelmää, lähestymisanturia tai ajoneuvon peruutustutkaa, tämä ToF-anturi tarjoaa yksinkertaisen ratkaisun, jossa on korkea tarkkuus ja luotettavuus. Alhainen virrankulutus ja kyky toimia erilaisissa valaistus- ja pintaehtojen olosuhteissa tekevät siitä erinomaisen työkalun sekä harrastajille että ammattilaisille, jotka työskentelevät M5StickC-pohjaisten projektien parissa.