一起玩转树莓派(12)——U型光电传感器

原创
2021/09/07 21:49
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一起玩转树莓派(12)——U型光电传感器

    本篇博客,我们将使用U型光电传感器实现一个简单的测速工具。本实使用的元件简单,实验的原理也非常简单。

一、关于U型光电传感器

    U型光电传感器由于其有一个U型的凹槽而得名。其凹槽的一侧会发射红外光,凹槽的另一侧装有接收装置。通过对红外光的遮挡与导通,从而改变元件信号源引脚的电平高低。基于这种特性,我们很容易使用U型光电传感器来测量是否有物体遮挡光线。在测速领域,运用广泛。

    本实验使用的传感器模块如下图所示:

可以看到,此元件有3个引脚,GND引脚为接地引脚,VCC引脚为电源引脚,OUT引脚是输出引脚,当接收器能够接收到从发射源发出的光线时,输出引脚为低电平,当光线被阻断时,输出引脚为高电平。

二、计数器 OR 测速器

    U型光电传感器有着非常广泛的应用,试想一下,如果一个车间流水线在不停的生产商品,如何方便的对生产的商品数量进行自动计数?这时我们就可以将一个U型光电传感器安装到商品的传送带上,只要有商品从传送带上通过,即会挡住传感器发射源发出的红外光,从而触发电平的跳变,实现计数功能。除此之外,U型光电传感器也可以方便的实现测速,我们只要知道了物体的长度和物体通过U型传感器的时间,就可以使用公式**v = s / t**从而计算出物体运动的速度。下面我们就来编写代码实现这两个功能。

    首先,元件与树莓派连线如下:

U型光电传感器 树莓派
VCC 3.3V电源
GND GND
OUT GPIO17(BCM编码)

编写如下代码:

#coding:utf-8

import RPi.GPIO as GPIO
import time
# 采用物理编码
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# BCM GPIO17的物理编码是11
out_pin = 11
# 0 计数模式 1 测速模式
MODE = 0
count = 0
# 测速模式下,需要初始化长度S 单位为毫米
S = 10
t1 = 0
t2 = 0

# 进行引脚的初始化,不被遮挡时为低电平,使用低电平的下拉电阻
GPIO.setup(out_pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)

# 定义回调函数
def switch_state(pin):
	global count,t1,t2
	# 如果是高电平
	if GPIO.input(pin):
		print("物体遮挡")
		if MODE == 0:
			count += 1
		else:
			t1 = time.time()
	else:
		print("物体遮挡消失")
		if MODE == 0:
			print('计数器-数量:%d'%(count))
		else:
			t2 = time.time()
			t = t2 - t1
			v = S / t
			print('测速器-速度%fmm/s'%(v))

GPIO.add_event_detect(out_pin, GPIO.BOTH, callback=switch_state)

while True:
	pass

如上代码所示,我们可以设置MODE变量来让元件工作在计数模式下或者测速模式下。在树莓派上运行此代码,尝试下计数和测速的功能吧。

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QQ:316045346

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