Sensors

Inleiding

Voor de keuze van de sensors die de lijn waarnemen zijn er verschillende mogelijkheden. In volgend stukje ga ik wat dieper in op de verschillende opties en waar wij voor gekozen hebben.

Detectie via infrarood licht

De eerste mogelijke optie is via infrarood licht. Wij hebben bewust niet voor deze optie gekozen om volgende redenen:
- Niet al het infrarood licht wordt weerkaatst door het papier op de ondergrond, wat het uitlezen van het resultaat moeilijker maakt.

- Bij onderzoek op internet naar eerder gemaakte line followers tref je geen robots aan die infrarood gebruiken.

Detectie via zichtbaar licht

De tweede mogelijke optie is via zichtbaar licht. Dit is de optie waar wij voor gekozen hebben.

Bij deze vorm van detectie bestaan er nog verschillende methoden. De eerste is door dezelfde led te gebruiken om licht uit te zenden en te ontvangen. Als eerste wordt de led als gewone led gebruikt om er licht mee uit te stralen (figuur 1a), als volgt wordt de led ‘opgeladen’ volgens de hoeveelheid licht die hij terug ontvangt (figuur 1b), en daarna wordt de led ontladen en wordt die ontlaadtijd genomen als waarde van de kleur onder de led (figuur 1c). Als je dit zou programmeren, zou dit echter redelijk veel tijd innemen, en aangezien de robot zo snel mogelijk moet werken hebben we hier dus niet voor gekozen.

                                  1a                           1b                          1c

Figuur 1: led als zender en ontvanger van licht

Waar we wel voor gekozen hebben is om de led voortdurend als een fototransistor te gebruiken. De led wordt met de cathode aan de voedingsspanning verbonden, en met de anode aan de basis van de transistor. Deze transistor hangt met de collector aan de voedingsspanning en met de emitter via een weerstand van 10 kilo ohm aan de ground. Naast elke led die als sensor gebruikt wordt is een witte led bevestigd die zorgt voor de belichting van de ondergrond. Zo moet de led die als sensor werkt niet zelf zijn licht uitstralen, en dit scheelt veel in tijd voor het eindprogramma. Vooral als je bedenkt dat er meerdere leds nodig zijn.

Testen van de leds

Tijdens de tests hebben we zes verschillende leds getest, wat telkens een ander resultaat leverde. De verschillende leds die getest werden zijn:

-          Rood (goedkoop): een goedkope rode led (0.03€)

-          Rood (duur): een duurdere rode led (0.15€)

-          Rood (doorzichtig): een rode led met doorzichtig glas

-          Groen

-          Oranje (doorzichtig): een oranje led met doorzichtig glas

-          Wit

In volgende tabel ziet u alle gemeten waarden per sensor. Bij wit en zwart werd telkens de ruis (afstand tussen maximum en minimum) genoteerd. Dan wordt het grootste ruis in procent tot de afstand tussen de gemiddelde waarden genomen. Hoe kleiner dit procent, hoe meer geschikt de sensor is.

	Wit				Zwart				Resultaat
	Maximum	Minimum	Gemiddelde	Ruis	Maximum	Minimum	Gemiddelde	Ruis	Afstand	Individuele ruis	Totaal ruis
Wit	Te duur
Rood	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0%
Groen	26	21	23	5	5	0	2	5	21	5	24%
Rood (duurder)	13	8	10	5	1	0	0	1	10	5	50%
Oranje (doorzichtig)	60	54	57	6	4	0	1	4	56	6	11%
Rood (doorzichtig)	238	232	235	6	20	15	17	5	218	6	3%

Testopstelling:

Rechtlijnigheid sensors

 

Besluit

Uit de testgegevens kunnen we afleiden dat de rode leds met doorzichtige behuizing het beste geschikt zijn. Dit is erg goed te zien, vooral door de grote afstand tussen de gemiddelden van de witte en zwarte waarden. We hebben beslist om ons prototype uit te rusten met zes sensors die onderling op een afstand van anderhalve centimeter liggen, wat de breedte van de lijn op de ondergrond is.