No se pueden obtener lecturas consistentes del detector de rango IR de Sharp

El sensor no es perfecto, si apuntas incluso a un sensor realmente bueno (Mejor que, um, los sensores IR IR "clásicos") en el mismo lugar en la pared y tomas algunas lecturas, habrá alguna variación Si descartas un número de bits menos significativos, es posible obtener la misma lectura cada vez, pero tus lecturas serán más detalladas. Probablemente debería mantener la máxima precisión y luego tratar de corregir errores en el software (es decir, cambiar sus datos para que una línea casi recta sea realmente recta).

¿Qué sensor está utilizando y qué rango de medición espera? La salida del sensor es muy no lineal. Este gráfico (de la hoja de datos) compara el voltaje de salida en una escala lineal con la distancia:

Notaráqueseparecemuchoalagráficadey=1/x,esdecir,voltios=k(1/distancia).Estosepuedeusarparaobtenerunaprimeraaproximacióndecente,peroladivisiónenunArduinoescostosa.Tendrámássuertesicalibraelsensoryalmacenelosparesdevoltaje/distanciaenunatabladeconsulta(enlamemoriadelprograma,porsupuesto).Éstevienecalibradodefábrica,demodoqueunamedidadeexactamente24cmmidea24cm+/-3cm.Desafortunadamente,notedanunamaneradesabercuáldebeserelvoltajea24cm,exceptoalentrecerrarlosojosenestegráfico.

Elsensortendráunamayorprecisiónenciertosrangos.Imaginequehayunavariaciónaleatoriade,digamos,+/-250mVensuslecturas(silodesea,engaussiano,peroalazaresmásfácil).Esdeesperarqueseamuchomáspequeñoqueeso,perohacequeseafácildevisualizar.Lavariaciónsignificaquesuslecturasconestesensora,porejemplo,50cmo70cmvariaránentre20o30cm,perolasmedidasa15cmdebenestardentrodeunospocoscm.Estesensortieneunacapacidadde10a80cm,peroobtendrálecturasmásprecisassisoloconfíaen10a25cmaproximadamente.Siestácontrolandoelrobot,deberíapodermoverseaestasdistanciasyobtenerlasmejoreslecturas.

Elsensorconsumecorrienteengrandesráfagasyprobablementeestámontadoenuncablebastantelargo.Uncondensadorayudaráaestabilizarlaslecturas.NolointroduzcasenelJST;SoldarloalPCBenlaparteposterior.Estáconsumiendomuchacorrienteyesbastantelento,porloquelaspequeñascapacidadestradicionalmenteutilizadasparaeldesacoplamiento(0.1uF)probablementenofuncionen.UsaríaunatapadecerámicaSMD10uF1206o1210enparaleloconunelectrolítico100uF.Siencuentraquetodavíahayruidodealtafrecuencia,agregueun0.1uF1206sobreel10uF.Aquíhayunafotodelasubicacionesparasoldar(imagenoriginaldeSparkfun):

También puede intentar agregar una pequeña capacitancia en la línea Vo para suavizar la salida. Debes experimentar para ver si eso ayuda o no. Lo mantendría por debajo de 100pF, comenzando alrededor de 10pF. Esto creará un promedio móvil de las lecturas en hardware. Más circuitos (una resistencia en serie) mejorarían el efecto, publicarían un comentario u otra pregunta si desea construir un sistema de filtro de paso bajo más complejo para este propósito. Nota: es posible que el sensor Sharp no maneje la conducción hacia un pozo de gran capacidad y que se oponga y se rompa si se le pide que cambie el voltaje rápidamente. También es posible que se trate de una salida de un solo lado y que requiera una resistencia a tierra para descargar el capacitor si agrega más capacitancia de la que está actualmente presente en los parásitos.

Retorcer los cables ayudará a reducir el ruido acoplado de fuentes externas como la red de 60Hz. Mantenerlos cortos también ayudará a mitigar el ruido.

Cosas buenas que hacer en esta etapa:

• Determine de dónde proviene el ruido: esto se puede hacer usando la función FFT en un DSO mientras se mide la señal de otro sensor IR (el LED IR funcionaría), o usando una PC para transformar los datos recopilados . Hay muchas fuentes de IR en nuestros hogares, a menudo moduladas cerca de 38 kHz. Un filtro antialiasing de entrada analógica configurado a menos de la mitad de su frecuencia de muestreo (máx. ~ 7 kHz) puede ser todo lo que se requiere, aunque el sensor ya tenga uno. Tenga en cuenta que los micros de la serie Arduino no pueden muestrear a más de aproximadamente 15 kSps, pero las señales de 38 kHz aún pueden filtrarse mediante el alias, por lo que los filtros digitales no estarán a 38 kHz sino algo por debajo de 15 kHz.

• Asegúrese de realizar pruebas dentro del rango del dispositivo (max & min).
  
  El 0A700 tiene un rango de 5.5 metros.

• Calibre y linealice el sensor. Los modelos idénticos se leerán de manera diferente, y su salida no es lineal. Esta página describe una forma de linealizar los datos, terminando con algo como R = (6787 / (V - 3)) - 4 . Otro método es utilizar una tabla de búsqueda de 8 a 10 bits. La linealización no ayudará con el problema del ruido, pero da una mejor idea de su efecto y de cuánta mitigación es realmente necesaria.

• Come Oreos, tórralos por la mitad y lamiendo las cosas blancas primero. Hace que las sesiones de depuración sean mucho más exitosas.

Estos sensores realmente necesitan una tapa de desacoplamiento decente a lo largo del suministro, y un suministro limpio de 5 V, es decir, no es el mismo suministro que un servo.

Verifique su suministro de voltaje de entrada al sensor. Estaba alimentando el sensor desde mi Mega 2560 (5V) y no pude obtener una señal limpia. Todavía estoy usando el 5V del Mega 2560, pero en su lugar lo corrí a través de un simple regulador de voltaje ($ 1.99) desde la radio shack (ejecución rápida a una tienda local). Esto limpió grandemente la señal. Para seguir limpiando, corrí la señal de retorno a través de un filtro de paso bajo. Elegí la frecuencia en 1/10 y dimensioné la resistencia y la tapa en consecuencia.