KY-033 là một mô-đun cảm biến theo dõi đường được sử dụng phổ biến trong các dự án robot để nhận biết sự xuất hiện của một hàng tối trên bề mặt sáng. Vì vậy, nó cho phép robot theo dõi đường đi bằng cách đo lượng ánh sáng hồng ngoại được sao chép trở lại từ bề mặt. Đây là một mô-đun nhỏ bao gồm một đèn LED hồng ngoại làm bộ phát và một bóng bán dẫn quang làm bộ thu, tạo ra tín hiệu kỹ thuật số dựa trên mức ánh sáng phản xạ. Vì vậy, tín hiệu cao biểu thị bề mặt sáng, trong khi tín hiệu thấp biểu thị đường tối.

Mô-đun cảm biến KY-033 hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của cảm biến theo dõi đường KY-033 là phát ra ánh sáng hồng ngoại sau đó, nó phát hiện lượng ánh sáng đó có thể phản xạ đến nó. Vì vậy, nó xác định xem có bề mặt hấp thụ ánh sáng hay phản xạ ánh sáng ở phía trước nó không; điều này cho phép nó theo dõi một đường tối trên nền sáng hơn, thường được sử dụng trong robot để theo dõi một làn đường được xác định trước bằng cách nhận thấy một đường màu đen trên một mặt phẳng màu trắng.

Cảm biến này bao gồm một đèn LED hồng ngoại và một bóng bán dẫn quang, trong đó đèn LED phát ra ánh sáng và điện trở quang phát hiện ánh sáng được tái tạo. Bất cứ khi nào cảm biến này được đặt phía trên một bề mặt tối, hầu hết ánh sáng hồng ngoại được tạo ra có thể bị hấp thụ dẫn đến tín hiệu thấp tại bộ thu. Mặt khác, khi cảm biến này được đặt phía trên một bề mặt sáng, thì nhiều ánh sáng hơn có thể được phản xạ và phát ra tín hiệu cao. Vì vậy, cảm biến này phát ra tín hiệu đầu ra kỹ thuật số, có nghĩa là nó phát ra điện áp thấp hoặc điện áp cao, biểu thị bề mặt sáng và tối.

Cấu hình chân cắm:

Cấu hình chân của mô-đun cảm biến KY-033 được hiển thị bên dưới. IC này bao gồm ba chân, được giải thích bên dưới.

Cấu hình chân cảm biến KY-033

• Chân (VCC/nguồn): Đây là chân cấp nguồn của cảm biến theo dõi đường dây cung cấp cho mô-đun.
• Chân (GND/đất): Đây là chân nối đất của mô-đun cảm biến.
• Chân (OUT/output): Đây là chân ra của mô-đun cung cấp tín hiệu số cho biết mô-đun cảm biến có phát hiện đường dẫn màu đen hay không.

Thành phần

Mô-đun cảm biến dòng KY-033 chủ yếu bao gồm ba thành phần quan trọng: cảm biến quang phản xạ TRRT:5000, biến trở và IC so sánh LM393, được giải thích dưới đây.

Cảm biến quang phản xạ TRRT5000 của mô-đun này bao gồm bộ phát hồng ngoại và bộ thu hồng ngoại.

Biến trở hoặc biến trở chỉnh của mô-đun này trên mô-đun cảm biến được sử dụng để điều chỉnh độ nhạy, tối ưu hóa các bề mặt khác nhau và hiệu chuẩn.

Biến trở cho phép bạn điều chỉnh độ nhạy của mô-đun để nhận biết tốt hơn những thay đổi trên bề mặt, chẳng hạn như sự khác biệt giữa một đường thẳng và nền của nó.

Các bề mặt khác nhau có thể phản xạ ánh sáng IR theo những cách khác nhau bằng cách ảnh hưởng đến khả năng nhận biết các đường chính xác của mô-đun. Biến trở này cho phép bạn tối ưu hóa độ nhạy của mô-đun cho nhiều bề mặt khác nhau bằng cách đảm bảo hiệu suất nhất quán trên các môi trường xung quanh khác nhau.

Biến trở được sử dụng chủ yếu cho mục đích hiệu chuẩn, do đó biến trở được điều chỉnh để hiệu chuẩn mô-đun cảm biến với các điều kiện ánh sáng cụ thể (hoặc) vật liệu bề mặt trong các ứng dụng theo dõi đường thẳng.

IC so sánh LM393 so sánh tín hiệu được tạo ra bởi bộ thu hồng ngoại với giá trị được xác định trước thông qua biến trở để kiểm soát tình trạng của đầu ra kỹ thuật số.

Tính năng và thông số kỹ thuật:

Các tính năng và thông số kỹ thuật của mô-đun cảm biến KY-033 bao gồm:

• KY-033 là mô-đun cảm biến theo dõi đường thẳng.
• Loại cảm biến là phản xạ IR.
• Mô-đun này bao gồm ba thiết bị đầu cuối.
• Điện áp hoạt động của nó nằm trong khoảng từ 3,3V đến 5V DC.
• Mức tiêu thụ dòng điện điển hình là 20mA.
• Kiểu đầu ra là tín hiệu số.
• Khoảng cách phát hiện từ 2mm đến 10mm.
• Dòng điện làm việc dao động từ 18 đến 30mA
• Điều chỉnh độ nhạy bao gồm một biến trở để điều chỉnh độ nhạy phát hiện.
• Nhiệt độ hoạt động của nó dao động từ 0°C đến 50°C hoặc 32°F đến 122°F.

Tương đương & Thay thế

Tương đương với cảm biến theo dõi đường dây KY-033 là TCRT5000. Các mô-đun cảm biến đường dây thay thế là QRE1113, HW-006 V1.3 và Sharp GP2Y0A21YK.

Giao diện mô-đun cảm biến KY-033 với Arduino & Buzzer

Cảm biến theo dõi đường dây KY-033 giao tiếp với Arduino & còi báo được hiển thị bên dưới. Vì vậy, trong giao tiếp KY-033 này, cảm biến theo dõi đường dây được kết nối với Arduino để điều khiển còi báo.

>Do đó, các thành phần cần thiết tạo nên giao diện này bao gồm cảm biến theo dõi đường dây KY-033, Arduino UNO, hai đèn LED, điện trở 220 ohm và còi báo 5V. Các kết nối của giao diện này như sau;

         Giao diện cảm biến theo dõi đường dây KY-033 với Arduino‍

• Kết nối chân GND của mô-đun cảm biến theo dõi đường dây với chân GND của bo mạch Arduino.
• Kết nối chân o/p của mô-đun cảm biến với chân kỹ thuật số 2 của Arduino.
• Kết nối chân VCC của cảm biến với chân 5V của bo mạch Arduino.
• Chân kỹ thuật số D3 của bo mạch Arduino có một đầu là điện trở 220 ohm và đầu duy trì được kết nối với đầu cực dương của đèn LED, do đó đầu cực âm của đèn LED có đầu cực GND.
• Tương tự như vậy, hãy kết nối chân kỹ thuật số D4 của bo mạch Arduino với một đầu cuối của điện trở 220 ohm. Vì vậy, đầu cuối kia được kết nối với đầu cuối còn lại của điện trở với đầu cuối cực dương của đèn LED và cực âm được kết nối với GND.
• Chân kỹ thuật số D5 của bo mạch Arduino có cực dương của còi, trong khi cực âm được kết nối với GND.

Mã số:

Mã cần thiết cho giao diện này được hiển thị bên dưới.

#define sensor 2, buzzer 3;
#define red 4, green 5;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(sensor,INPUT);
pinMode(buzzer,OUTPUT);
pinMode(green,OUTPUT);
pinMode(red,OUTPUT);
void loop() {
bool value = digitalRead(sensor);
if(value == 0)
{
digitalWrite(buzzer, HIGH);
digitalWrite(green, HIGH);
digitalWrite(red, HIGH);
}
else
{
digitalWrite(buzzer, LOW);
digitalWrite(green, LOW);
digitalWrite(red, LOW);
}
}

Đang làm việc

Sau khi mã yêu cầu được tải lên, mạch giao diện được kiểm tra với nền đường màu đen và trắng tương tự. Khi mô-đun cảm biến phát hiện bề mặt màu trắng, thì bảng Arduino sẽ được bật bằng đèn LED và Buzzer. Tương tự, khi mô-đun cảm biến phát hiện đường màu đen, thì đèn LED sẽ tắt và bề mặt buzzer sẽ tắt. Khi đã hiểu cách sử dụng cảm biến này, chúng ta cũng có thể thiết kế một robot theo đường. Để làm được điều đó, bạn cần hai cảm biến ở hai bên đường mà bạn muốn theo. Vì vậy, sau đó, bạn có thể dễ dàng điều khiển hai động cơ robot.

Ưu điểm và nhược điểm

Những ưu điểm của cảm biến theo dõi đường dây KY-033 bao gồm:

• Thiết kế của cảm biến theo dõi đường dây KY-033 rất đơn giản nên dễ dàng kết hợp với các bo mạch vi điều khiển khác nhau.
• Biến trở của cảm biến này cho phép nhiều người dùng thay đổi ngưỡng phát hiện của cảm biến bằng cách cho phép thích ứng với nhiều điều kiện ánh sáng và khả năng phản xạ bề mặt khác nhau.
• Cảm biến này có giá thành rẻ nên là lựa chọn tốt hơn cho những dự án mới bắt đầu.
• Kích thước nhỏ của mô-đun cảm biến này cho phép tích hợp dễ dàng vào thiết kế robot.
• Mô-đun cảm biến này phát hiện chính xác các đường tương phản giữa bề mặt sáng và tối.
• Về cơ bản, tính năng này có thể được sử dụng để phát hiện chướng ngại vật cơ bản (hoặc) phát hiện sự chuyển đổi giữa các màu bề mặt khác nhau.
• Cảm biến dòng này có khả năng phản ứng với môi trường xung quanh rất tốt ngay cả trong bóng tối.

Những nhược điểm của cảm biến theo dõi đường KY-033 bao gồm:

• Đầu ra của mô-đun cảm biến này có thể dễ dàng bị ảnh hưởng khi có sự thay đổi trong ánh sáng xung quanh. Do đó, nó dẫn đến các phép đo giả trên bề mặt bằng cách thay đổi điều kiện ánh sáng.
• Mô-đun cảm biến này có thể không phát hiện chính xác đường thẳng, gây ra lỗi theo dõi khi bề mặt có kết cấu hoặc không bằng phẳng.
• Nó gặp khó khăn khi theo dõi các đường phức tạp có thay đổi đột ngột hoặc đường cong gấp trong chiều rộng.
• Độ nhạy của cảm biến này cần được thay đổi bằng một biến trở, cần hiệu chuẩn cẩn thận để có hiệu suất tốt nhất trong các môi trường khác nhau.
• Cảm biến này có thể nhận thấy các đường sai trong điều kiện bề mặt phản chiếu cao. Do đó, dẫn đến việc theo dõi không chính xác.

Ứng dụng

Các ứng dụng của mô-đun cảm biến KY-033 bao gồm:

• Mô-đun cảm biến KY-033 chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng mà thiết bị hoặc robot cần theo dõi một đường riêng biệt trên bề mặt, chẳng hạn như một đường màu đen trên nền trắng.
• Cảm biến này được sử dụng trong thiết kế xe tự hành, rô-bốt bám làn đường và hệ thống rô-bốt cần điều hướng làn đường cụ thể theo vạch được xác định trước.
• Công nghệ này được sử dụng trong các cuộc thi robot như mini-sumo, nơi robot phải di chuyển theo một đường thẳng nhất định phía trên đấu trường.
• Nó được sử dụng trên băng tải để theo dõi vị trí của vật thể bằng cách theo dõi một vạch trên băng tải.
• Cảm biến này được sử dụng trong các nhà máy hoặc nhà kho để theo dõi đường đi trên sàn.
• Nó được sử dụng với nhiều nền tảng vi điều khiển khác nhau.
• Nó cũng có thể phát hiện độ tương phản cao và chướng ngại vật lớn để đo ánh sáng hồng ngoại phản xạ.
• Mô-đun cảm biến theo dõi đường thẳng này được sử dụng trong các ứng dụng robot và tự động hóa.

Vui lòng tham khảo liên kết này để biết bảng dữ liệu của mô-đun cảm biến KY-033 .

Như vậy, đây là tổng quan về mô-đun cảm biến KY-033 hoặc cảm biến săn tìm, đây là một linh kiện điện tử đơn giản được sử dụng rộng rãi để phát hiện sự xuất hiện của một đường tương phản. Cảm biến này phát hiện sự xuất hiện của một bề mặt tương phản chỉ bằng cách đo ánh sáng IR phản xạ. Nó được sử dụng chủ yếu để theo dõi đường trong robot, bất cứ nơi nào một phương tiện robot có thể điều hướng qua một đường tối phía trên một bề mặt sáng. Vì vậy, cảm biến này cung cấp tín hiệu kỹ thuật số cao hoặc thấp dựa trên bề mặt được phát hiện. Do đó, cảm biến này có thể được tích hợp dễ dàng với các bộ vi điều khiển khác nhau thông qua cấu hình chân dễ dàng và cài đặt độ nhạy có thể điều chỉnh

‍