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8 路灰度传感器数据手册
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感为智能科技
2023 年 7 月 6 日
1
䠭⚹猰䪮
开篇语
首先感谢您对感为的支持!
2019 年我前前后后花了半年时间,推出了第一款灰度传感器,它的设计初衷是解决:
校准繁琐、易受光干扰的问题。
我还依然记得,大二那年,我们信心满满的跑去青岛打比赛,出发前我们信誓旦旦的说
“程序已经很完美了,又快又稳,一定没问题的!” 就这样,本以为完美无缺的小车封上了封
条,带到了比赛现场。
让我意想不到的是,在体育场内,有一扇窗子擦得明亮,正巧一束阳光泼在我们的跑道
上。可能赛车在留恋阳光的美,每次经过它都会跑出轨道。站在一旁的我们急的我们满头大
汗,每次重来都要跪在赛道上调灰度传感器。
最终也没能挽救回比赛的败局。后来,我毕业了,有了研发能力,于是做出了灰度智能
传感器。目的之一,我不要再让我的学弟学妹们拿着螺丝刀跪着调车了,目的二,我不要让
车子再出轨了。
如今推出了 8 路灰度传感器,它是继承于与单路灰度传感器而研发的多路传感器,其
目的是降低产品价格,增加产品的功能。
8 路灰度传感器集成了并行通讯、串行通讯、I
2
C 通讯,以适应不同需求的学弟学妹。
在功能上,并/串通讯只能传输通道数字量。I
2
C 通讯,可以读取通道数字量、读取通道模
拟量、读取错误信息、写入重启命令、
ping
网络诊断等功能。是一款能适用于更多人的优
秀产品。
2
重要事项
• 为获得最佳效果,建议您避免在阳光直射的室外校准传感器。
• 尽管传感器有滤光膜防止过曝,但是感光元件具有物理上限,请尽量避免在强烈日照条
件下使用。当到达感光上限后,传感器 ERR 会亮起,这种情况下传感器可能出现误
判。此时只需对传感器进行简单的遮挡,例如手持一把遮阳伞,使之至于阴影下,避免
阳光直射即可。
• 在强烈日照条件下,且 ERR 亮起时,不允许校准传感器,请将传感器置于弱光下,断
电重启,或用 I
2
C 发送重启命令后再行校准。
• 传感器校准后,请勿改变安装位置,传感器对于距离十分敏感,检测距离的变化会引发
误判。如有必要,重新校准。
• 如果赛道中有上下坡场景,请适当提高一些安装高度,以降低检测距离的波动对检测精
度的影响。
• 传感器具有记忆功能,重启后不需要重新校准
• 传感器的电压务必准确且稳定。尤其是有电机应用的场景,务必选用优质的电机驱动
器,以防电机在启停机时产生电压尖峰冲击传感器。
3
目录
1 产品参数 7
1.1 产品参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2 传感器尺寸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 名称与功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 设备的安装 9
2.1 传感器安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 传感器接线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3 设置校准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4 输出逻辑 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.5 故障排查 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.5.1 基础排错 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.5.2 高阶排错 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3 更换光电对管 13
4 灰度测量理论 14
4.1 灰度测量的原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.1.1 感为信号处理方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.1.2 传统信号处理方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1.3 * 传统传感器得校准方法 (拓展) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.2 传感器的颜色理论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2.1 色相环理论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2.2 灰色的色相环 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3 检测距离对检测值的影响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3.1 理想模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3.2 实际模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.3.3 结论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4 * 滞回比较器 (拓展) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.4.1 单限比较器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.4.2 滞回比较器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.4.3 灰度传感器中的滞回比较器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5 设备的并行通讯 27
5.1 描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.2 设备接线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.3 开漏输出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.4 用法及示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.4.1 普通模式示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.4.2 开漏模式示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4
6 设备的串行通讯 30
6.1 思路及原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.1.1 设计思路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.1.2 运行原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
6.2 信号时序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6.3 设备接线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.4 用法与例程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
7 设备的 I
2
C 通讯 36
7.1 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7.2 设备的功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7.3 I
2
C 协议回顾 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7.3.1 I
2
C 硬件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7.3.2 I
2
C 基础 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7.3.3 I
2
C 时序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
7.4 通讯语法及结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
7.4.1 语法简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
7.4.2 语法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
7.4.3 结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
7.5 设备接线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
7.6 地址位设置及实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
7.6.1 地址位设置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
7.6.2 地址程序实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
7.7 读取数字数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.7.1 功能描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.7.2 通讯方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.7.3 代码示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
7.8 单通道读取模拟数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
7.8.1
功能描述
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
7.8.2 通讯方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
7.8.3 代码示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.9 连续通道读取模拟数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.9.1 功能描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.9.2 通讯方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.9.3 代码示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7.9.4 传输通道使能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.9.5 通道数据归一化使能 (仅 V3.6 及以上可用) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
7.10 读/写滞回比较器参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.10.1 功能描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.10.2 读滞回比较器参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.10.3 写滞回比较器参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
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