Czym jest ToF i jak go używać?

Time-of-Flight (ToF) to metoda pomiaru odległości, która oblicza, jak długo sygnał (zazwyczaj impuls świetlny lub laserowy) potrzebuje, aby dotrzeć do celu i wrócić do czujnika. Nakładka ToF wykorzystuje tę zasadę z użyciem źródła światła laserowego i wysoce czułych detektorów do precyzyjnego obliczania odległości.

1. Emisja światła: Czujnik emituje impuls laserowy.

2. Odbicie: Impuls odbija się od obiektu docelowego.

3. Pomiar czasu: Czujnik rejestruje czas, jaki zajęło światłu powrócenie.

4. Obliczanie odległości: Korzystając z prędkości światła i czasu, jaki zajmuje powrót impulsu, czujnik oblicza odległość do obiektu.

Ta metoda pomiaru odległości jest wysoce dokładna i działa niezależnie od refleksyjności powierzchni, co stanowi istotną przewagę nad tradycyjnymi czujnikami ultradźwiękowymi.

 

Jak korzystać z nakładki ToF

Materiały wymagane

• M5StickCPlus2: Pełni funkcję głównego kontrolera i odpowiada za wyświetlanie danych

• M5StickC ToF HAT: Wysokoprecyzyjne laserowe czujniki odległości do pomiaru dystansu

import os, sys, io
importuj M5
z M5 importuj *
z hardware import *
z hat importuj ToFHat

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

def setup():
  globalny 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, tryb=Pin.OUT)
  pwm2 = PWM(Pin(2), freq=5000, duty=512)

def loop():
  globalny label0, label1, i2c0, pin19, pwm2, hat_tof_0
  M5.update()
  label0.setColor(0x33ff33, 0x000000)
  label1.setColor(0x33ff33, 0x000000)
  label0.setText(str('odległość'))
  label1.setText(str(hat_tof_0.get_distance()))
  jeśli (hat_tof_0.get_distance()) < 10:
    pin19.value(1)
    pwm2.duty(512)
  w przeciwnym razie:
    pin19.value(0)
    pwm2.duty(0)

if __name__ == '__main__':
  spróbuj:
    setup()
    while True:
      pętla()
  z wyjątkiem (Exception, KeyboardInterrupt) jako e:
    spróbuj:
      z modułu utility zaimportuj print_error_msg
      print_error_msg(e)
    z wyjątkiem ImportError:
      print("proszę zaktualizować do najnowszego oprogramowania układowego")

Kopiuj kod ✔ Skopiowano!

Zainicjuj IIC, hat, ustaw GPIO19 w tryb wyjścia, aby kontrolować włączanie/wyłączanie światła, oraz ustaw GPIO2 na częstotliwość PWM i współczynnik wypełnienia, aby kontrolować buzzer.

Wyświetl zmierzoną odległość na M5stickCplus2 i ustaw odległość, przy której chcesz otrzymać ostrzeżenie.

Moduł M5StickC ToF HAT to moduł czujnika oparty na I2C, który można łatwo podłączyć do urządzenia M5StickC. Oto kluczowe komponenty modułu:

   

Zasilacz:

Obliczanie odległości:

  Czujnik oblicza odległość, używając wzoru:

  Odległość = \frac{c \times t}{2}

  gdzie:

Używanie M5StickC ToF KAPELUSZ w Projektach

Aby zintegrować M5StickC ToF HAT z urządzeniem M5StickC:

1. Konfiguracja sprzętu:

• Podłącz ToF HAT do portu I2C w M5StickC. M5StickC automatycznie zasili i będzie komunikować się z czujnikiem ToF przez magistralę I2C.

2. Programowanie:

• Alternatywnie, możesz użyć Arduino IDE lub MicroPython, aby napisać niestandardowy kod, co pozwala na większą kontrolę i elastyczność w twoich projektach.
• Możesz użyć UIFlow, graficznej platformy programistycznej, aby wchodzić w interakcję z czujnikiem i odczytywać wartości odległości. UIFlow ułatwia programowanie M5StickC i dostęp do danych czujnika ToF za pomocą zaledwie kilku bloków.

3. Przykładowy program blokowy UIFlow:

• W UIFlow możesz używać bloków do inicjalizacji czujnika, odczytu odległości oraz wyświetlania wyniku na ekranie lub podejmowania działań na podstawie zmierzonej odległości.

4. Przetwarzanie danych:

• Po pobraniu danych o odległości możesz je przetworzyć i wywołać akcje. Na przykład:
  • Jeśli odległość jest mniejsza niż próg, włącz buzzer lub uruchom alarm.
  • Jeśli budujesz robota, zmień jego kierunek, gdy wykryje przeszkodę.

      

Wniosek

M5StickC ToF HAT to potężny i łatwy do zintegrowania czujnik, który wprowadza wysokoprecyzyjny pomiar odległości do Twoich projektów. Niezależnie od tego, czy rozwijasz system unikania przeszkód dla robota, czujnik zbliżeniowy, czy radar cofania pojazdu, ten czujnik ToF oferuje proste rozwiązanie o wysokiej dokładności i niezawodności. Dzięki niskim zużyciu energii i zdolności do pracy w różnych warunkach oświetleniowych i powierzchniowych, jest doskonałym narzędziem zarówno dla hobbystów, jak i profesjonalistów pracujących nad projektami opartymi na M5StickC.