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Lab 5紅外線測距校正&類比訊號輸入實驗
 
1. 實驗目的:
●學習KNRm類比電壓量測方式。
●了解紅外線近接感測器原理與使用方式。
 
2. 原理說明:
 
2.1 KNRm類比電壓量測
 
KNRm主機中內建A/D(Analog-to-digital converter)類比電壓量測通道,可以連接廣泛的感測器並量測感測器的類比電壓,如紅外線、傾斜儀、陀螺儀等感測器。KNRm 主機總共有16組類比電壓通道,分別為二個群組(channel 0-7, 8-15)。使用者可以決定每一個群組為single-ended 或differential 模式輸入。在single-ended模式,感測器的正端可接到某個AI channel,負端可接到AI GND。在differential 模式,電壓數據會由兩個AI channel 組成,例如正端接到AI 0,負端接到AI 1。在single-ended 模式,可量測到的電壓範圍為0V~4.5V。 在differential 模式,可量測到的電壓範圍為 -4.5V~4.5V。
   
KNRm類比電壓輸入的位置如圖5-1有兩種介面設計,第一為彈簧接頭共提供14個接點,此接點在陣列中表示為2~16。由左至右第3到8的接點為6組類比電壓輸入可使用單芯線與感測器訊號進行連接,而感測器所需之電源則可利用KNRm所提供的電力供應,第1、2個接點為5V電源輸出,第9~14為電源接地。第二種為紅外線測距儀連接埠共兩個,每一個連接埠都有5V、GND與訊號線,此接點在陣列中表示為0、1。所以KNRm最多能夠擁有16組的類比電壓輸入,用來量測感測器的資訊。
 
2.2 紅外線測距儀工作原理
 
紅外線測距儀能夠感測前方的物體,生活中應用相當廣泛,如常見的自動感應水龍頭、自動沖水等。KNRm的紅外線測距儀如圖5-2所示為Sharp GP2Y0A21YK0F,有效的感測距離約10~80 cm,工作電壓為4.5~5.5V,輸出的形式為類比電壓。此類型的紅外線感測器如圖5-3採用的是一維PSD(1-D Position Sensitive Detector)的方式進行位置測,PSD能夠在一維空間進行多點的感測,能夠得知入射光線的位置。紅外線感測器具有紅外線(IR)發射器以及一維的PSD元件,當感測器發射紅外線光束至物體表面時,會因為距離不同,將光束反射在PSD元件對應的位置上,依據光線抵達的位置不同,可以推算物體表面的與紅外線感測器的距離。
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