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Arduino: Sensor de distancia SHARP – Tutorial – 2019

Arduino: Sensor de distancia SHARP - Tutorial
Arduino: Sensor de distancia SHARP – Tutorial

Arduino: Sensor de distancia SHARP – Tutorial. Aprenderás a trabajar la distancia del sensor SHARP en relación a los sensores GP2Y0A21, GPSY0A02 Y GP2Y0A710.

 

Arduino: Sensor de distancia SHARP

Comenzamos este tutorial con unos ejemplos básicos de lectura de los sensores y una excelente calibración en cm.

Recordemos que este sensor es óptico y es capaz de medir la distancia entre un punto y el objeto, este principio se usa para crear una triangulación.

Sensor
Sensor

¿Cómo se mide?: Uno de los ángulos que se crea, esta conformado por (emisor – objeto – receptor).

El PSD (Position Sensitive Detector), captura el punto y a su vez la distancia del objeto.

Su única falencia es el rango de visión corto, pues la luz que emite es definida, es usado para mapear áreas o escanerlas, los objetos pequeños no serán detectados.

A veces se usan varios SHARP para capturar un rango más elevado de visión, tenga en cuenta que no deben quedar muy cerca las lineas de dirección.

No son sensibles a la luz ambiental o el sol, pero he visto casos en donde la calidad del sensor es importante, porque si es de mala calidad la luz es un problema recurrente.

SHARP usa luz infrarroja, su receptor filtra y elimina toda fuente de luz diferente a la emitida.

Depende el rango que quieras manejar, te dejo una tabla de sensores para que puedas elegir el más idóneo para tu proyecto.

SHARP MODELO RANGO DE DISTANCIA
sensor infrarrojo de distancia sharp gp2y0a21 GP2Y0A21 10 a 80 cm
sensor infrarrojo de distancia sharp gp2y0a02 GP2Y0A02 20 a 150 cm
sensor infrarrojo de distancia sharp gp2y0a710 GP2Y0A710 100 a 550 cm

Te recordamos que la salida del sensor nunca va a ser lineal, quizás para unos no sea buena noticia, te dejamos un gráfico para que tengas una idea clara.

Curva sensor SHARP 2019
Curva sensor SHARP 2019

 

Este principio tiene que estar claro en ti, porque a distancias cortas no podrá funcionar el sensor, te dará errores y dolores de cabeza.

Si quieres tener una medida perfecta, te recomiendo que si eliges por ejemplo el sensor GP2Y0A21, y quieres medir 40 cm.

Deja el Sensor GP2Y0A21 a 80 cm, te aseguro que vas a poder tener una lectura perfecta.

Distancia del sensor SHARP
Distancia del sensor SHARP

 

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Conexión Arduino y SHARP

SHARP ARDUINO
1. Vout A0
2. GND GND
3 VCC 5V

Podemos conectar un condensador electrolítico de 10uF o más entre VCC y GND importante dejar lo más cerca posible al sensor, para eliminar ruido generado por el sensor.

 

Lectura ADC para el sensor SHARP

Este sensor tiene una salida analógica, la cual podemos usar desde Arduino cómo si fuera un potenciómetro.

 

El ruido que se crea no indica una mala precisión, es generado por el infrarrojo.

Usamos un filtro, basándonos en un promedio de N resultados, elige el filtro que parezca adecuado para tu proyecto.

Sketch:

 

Detección de obstáculos usando el sensor de proximidad

Este sensor se basa principalmente en detectar obstáculos, es usado para saber si tenemos un objeto en frente pero sin medir la distancia.

Definir la distancia a la cual vamos a llamar objeto cercano, el umbral podría ser de 30 cm para el Sensor GP2Y0A21.

Daremos una regla y una ubicación del objeto, que se encuentra al frente en 30 cm, tomando la distancia a partir del lente.

Entonces, tomamos la lectura ADC, con un valor de 195, usamos el programa para comprobar la lectura del sensor y el umbral determinando si hay o no un objeto.

Código para detectar obstáculos:

El valor 195 se puede reemplazar para aumentar o reducir el umbral de detección.

Podemos encender un LED para indicar si se ha detectado un objeto, aquí puedes agregar casi cualquier código, el pin de salida es el 13.

 

Medidas de distancia usando el sensor SHARP

Si quieres medir la distancia, debemos tener en cuenta la relación ADC vs Distancia, Voltaje vs Distancia.

Esto funciona para una regresión a la curva y limpiar el voltaje para reemplazar por ADC.

La ecuación que debes tener presente dentro del rango de trabajo del sensor es:

ecuación potencial 2019
ecuación potencial 2019

 

X es el valor de ADC, debemos hallar la ecuación ya que el voltaje y el valor de ADC son proporcionales.

Si aumentamos el valor de muestras, eliminamos el ruido, realizando 2 medidas lejanas, quizás 15 cm y 50 cm para el Sensor GP2Y0A21.

X1: 350 para L1= 15 cm

X2: 129 para L2 = 50 cm

Se puede crear un sistema de ecuaciones para hallar las variables «A» y «B».

ecuación para la distancia sensor SHARP 2019
ecuación para la distancia sensor SHARP 2019

 

Este dato funciona para otros modelos SHARP usando Arduino.

 

Sketch para sensar la distancia

Si miramos la formula, hemos agregado la ecuación que hace un momento te enseñamos, y se mostrará el tiempo en mili segundos que se demora en realizar dicha lectura.

Así podemos elegir el nivel de ruido y el tiempo, para controlarlo.

 

Hemos visto en el sensor GP2Y0A02 que los valores de la ecuación deben estar cerca a esta:

Ecuación de distancia SHARP GP2Y0A02 2019
Ecuación de distancia SHARP GP2Y0A02 2019

 

Sensor análogo SHARP 2Y0A21 Infrarrojo

 

Uso del sensor SHARP GP2Y0A21

 

How to use Sharp IR Distance Sensor with Arduino

 

Fuente: Naylam