【Arduino】168种传感器模块系列实验（148）---E18-D80避障传感器

eagler8

37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试做实验，不管成功与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）
实验一百四十八：E18-D80NK 漫反射式红外光电开关避障传感器模块

eagler8

红外对管
是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。在光谱中波长大于0.76微米的一段称为红外线。在光谱中波长大于0.76微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控设备，875NM主要用于医疗设备，940NM波段的主要用于红外线控制设备。EG：红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。

eagler8

红外发射管
红外发射管是由红外发光二极管矩组成发光体，用红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成PN结，正向偏压向PN结注入电流激发红外光，其光谱功率分布为中心波长830～950nm。LED是英文Light Emitting Diode的简称，表现是正温度系数，电流越大温度越高，温度越高电流越大，LED红外灯的功率和电流大小有关，但正向电流超过最大额定值时，红外灯发射功率反而下降。

光敏接收管
它是一个具有光敏特征的PN结，属于光敏二极管，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时，有很小的饱和反向漏电流（暗电流）。此时光敏管不导通。当光照时，饱和反向漏电流马上增加，形成光电流，在一定的范围内它随入射光强度的变化而增大。

红外线接收管
功能与光敏接收管相似只是不受可见光的干扰，感光面积大，灵敏度高，属于光敏二极管，一般只对红外线有反应。

eagler8

E18-D80NK 漫反射式红外光电开关避障传感器模块

eagler8

E18-D80NK
是一种集发射与接收于一体的数字式光电传感器。主要用于障碍物的检测。发射光经过调制后发出，接收头对反射光进行解调输出。有效的避免了可见光的干扰。透镜的使用，也使得这款传感器最远可以检测80厘米距离的问题（由于红外光的特性，不同颜色的物体，能探测的最大距离也有不同；白色物体最远，黑色物体最近）。对障碍物的感应距离可以根据要求通过后部的旋钮进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多智能自动化场合。

eagler8

电气特性
棕色：VCC；蓝色：GND；黑色：OUT。
工作电压：5VDC
工作电流：10-15mA
驱动电流：100mA
感应距离：3-80CM
Sensing range: 3-80cm
Sensing object: Translucency, opaque
Supply voltage: DC5V
Output operation: Normally open(O)
Output: DC three-wire system(NPN)

eagler8

机械特性：
颜色：橙黄色
直径:18MM
长度:45MM
引线长度:18CM
Diameter: 18mm, Length: 45mm
Appearance: Threaded cylindrical
Material: Plastic
Guard mode: Reverse polarity protection
Ambient temperature: -25-70℃

eagler8

技术参数
1、输出电流 DC/SCR/继电器 Control output：100mA/5V供电
2、消耗电流 DC<25mA
3、响应时间 <2ms
4、指向角：≤15°，有效距离3-80CM可调
5、检测物体：透明或不透明体
6、工作环境温度：-25℃~+55℃
7、标准检测物体：太阳光10000LX以下 白炽灯3000LX以下
8、外壳材料：塑料

eagler8

E18-D80NK 工作原理
当发射器发出的红外线被被测物表面阻挡后，红外光会发生反射，反射光被光电管接收后进行解调，解调后的信号输入至Arduino等开发板就可进行物体检测了。E18-D80NK集成了可调电位器，可通过调节电位器调整测量增益。E18-D80NK 区别于KS-103和HR04 ，它通常不用于距离测试，更多用于碰撞检测。因此E18-D810NK可运用在机器人，可穿戴设备，汽车等领域。

eagler8

应用案例
     1、生产线货物自动计数设备
     2、多功能提醒器
     3、走迷宫机器人
     4、厨房自动化系统
     5、安防防盗系统等

管脚定义
棕色正极  黑色信号   蓝色负极

eagler8

eagler8

eagler8

eagler8

实验开源代码

1. /*
   
2.   【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料 +代码 +图形 +仿真）
   
3.   实验一百四十八：E18-D80NK 漫反射式红外光电开关避障传感器模块
   
4.   程序之一：串口输出检测情况
   
5.   实验接线
   
6.   VCC      +5V
   
7.   GND      GND
   
8.   OUT       2
   
9. */
   
10. 
    
11. void setup()
    
12. {
    
13.   Serial.begin(9600); //以9600的速率启动串行通信
    
14.   pinMode(2, INPUT); //插脚2作为信号输入
    
15. }
    
16. 
    
17. void loop()
    
18. {
    
19.   while (1) {
    
20.     delay(1000);
    
21.     if (digitalRead(2) == LOW) {
    
22.       //如果未检测到信号打印冲突
    
23.       Serial.println("Collision Detected.");
    
24.     }
    
25.     else {
    
26.       // 如果检测到信号打印冲突
    
27.       Serial.println("No Collision Detected.");
    
28.     }
    
29.   }
    
30. }

复制代码

eagler8

eagler8

eagler8

红外避障使用很简单，就是OUT口检测到有效距离内有障碍物时，给OUT发送高电平（或低电平）。可以利用这一特性，进行计数。

需要注意的是，根据障碍物在识别范围内所停留的时间不同，模块可能会在障碍物停留的这一段时间频繁的发送高电平（或低电平），所以，要判断两个标志，一个是障碍物进入，一个是障碍物移出，保证在进入后只记录一次数据即可。

代码如下：

1. /*
   
2.   【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料 +代码 +图形 +仿真）
   
3.   实验一百四十八：E18-D80NK 漫反射式红外光电开关避障传感器模块
   
4.   程序之二：利用红外避障（障碍检测）进行计数
   
5.   实验接线
   
6.   VCC      +5V
   
7.   GND      GND
   
8.   OUT       2
   
9. */
   
10. 
    
11. int i=0; //计数
    
12. bool b=false; //障碍物是否进入
    
13. void setup() {
    
14. Serial.begin(9600);
    
15. pinMode(2,INPUT);
    
16. }
    
17. void loop() {
    
18. if (digitalRead(2)==LOW) //如果发送低电平，识别到障碍物进入
    
19. {
    
20.   if (b==false) { //如果上一次检测时，障碍物没有进入，则视为第一次进入。
    
21.     b=true;  //先将标志记录为障碍物已进入。
    
22.     i+=1;  //计数+1
    
23.     Serial.print("OK:");
    
24.     Serial.println(i);
    
25.    }
    
26. }
    
27. else {  //如果检测到障碍物移出
    
28. b=false;  //将标志记录为障碍物已移出。
    
29. }
    
30.   delay(1);
    
31. }
    

复制代码

eagler8

eagler8

1. /*
   
2.   【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料 +代码 +图形 +仿真）
   
3.   实验一百四十八：E18-D80NK 漫反射式红外光电开关避障传感器模块
   
4.   程序之三：串口输出检测情况，同步控制LED
   
5.   实验接线
   
6.   VCC      +5V
   
7.   GND      GND
   
8.   OUT       2
   
9.   LED      13
   
10. */
    
11. 
    
12. const int InfraredSensorPin = 2;
    
13. //将信号引脚连接到数字引脚2
    
14. const int LedDisp = 13;
    
15. //将控制LED连接到数字引脚13
    
16. 
    
17. void setup()
    
18. {
    
19.   Serial.begin(57600);
    
20.   Serial.println("Start!");
    
21.   pinMode(InfraredSensorPin, INPUT);
    
22.   pinMode(LedDisp, OUTPUT);
    
23.   digitalWrite(LedDisp, LOW);
    
24. }
    
25. 
    
26. void loop()
    
27. {
    
28.   if (digitalRead(InfraredSensorPin) == LOW)  digitalWrite(LedDisp, HIGH);
    
29.   else  digitalWrite(LedDisp, LOW);
    
30.   Serial.print("Infrared Switch Status:");
    
31.   Serial.println(digitalRead(InfraredSensorPin), BIN);
    
32.   delay(1000);
    
33. }

复制代码

eagler8

串口输出结果
当传感器没有监测到目标的时候，Uno控制板上13脚的LED灯熄灭，并且串口监视器会接收到数字“1”；当传感器监测到目标的时候，LED灯会被点亮，并且串口监视器会接收到数字“0”。如果需要调节监视距离，可以用一字螺丝刀调节背后的旋钮。