HC-SR04 VS VL53L0X - Test 1 - Utilisation pour les applications de voitures robotisées : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Cette instructable propose un processus d'expérimentation simple (mais aussi scientifique que possible) pour comparer approximativement l'efficacité de deux capteurs de distance les plus courants, qui ont un fonctionnement physique complètement différent. Le HC-SR04 utilise des ultrasons, c'est-à-dire des ondes sonores (mécaniques) et le VL53L0X utilise des ondes radio infrarouges, c'est-à-dire électromagnétiques très proches (en fréquence) du spectre optique.

Quel est l'impact pratique d'une telle différence de terrain ?

Comment pouvons-nous déterminer quel capteur correspond le mieux à nos besoins ?

Expériences à faire:

1. Comparaison de la précision des mesures de distance. Même cible, plan de la cible à la verticale de la distance.
2. Comparaison de la sensibilité du matériau cible. Même distance, plan de la cible à la verticale de la distance.
3. Angle du plan cible par rapport à la ligne de comparaison de distance. Même cible et même distance.

Bien sûr, il reste encore beaucoup à faire, mais avec ces expériences, quelqu'un peut-il avoir un aperçu intéressant de l'évaluation des capteurs.

À la dernière étape est donné le code du circuit arduino qui rend l'évaluation possible.

Étape 1: Matériaux et équipement

1. bâton en bois 2cmX2cmX30cm, qui sert de base

2. cheville 60cm de long 3mm d'épaisseur coupée en deux morceaux égaux

   les piquets doivent être mis fermement et verticalement dans le bâton à 27cm de distance (cette distance n'est pas vraiment importante mais est liée aux dimensions de notre circuit !)

3. quatre types d'obstacles différents de la taille d'une photo typique 15cmX10cm

   1. papier dur
   2. papier dur - rougeâtre
   3. plexiglas
   4. papier dur recouvert de papier d'aluminium
4. pour les porteurs d'obstacles, j'ai fait deux tubes avec de vieux crayons qui peuvent tourner autour des piquets

pour le circuit arduino:

1. arduino UNO
2. planche à pain
3. câbles de démarrage
4. un capteur à ultrasons HC-SR04
5. un capteur LASER infrarouge VL53L0X

Étape 2: Quelques informations sur les capteurs…

Capteur de distance à ultrasons HC-SR04

Vieux classiques de la robotique économique, très bon marché bien que mortellement sensibles en cas de mauvaise connexion. Je dirais (bien que sans rapport avec le but de cette instructables) pas ecoomic pour le facteur énergétique !

Capteur de distance laser infrarouge VLX53L0X

Utilise des ondes électromagnétiques au lieu d'ondes sonores mécaniques. Dans le plan, je fournis une mauvaise connexion, ce qui signifie que selon la fiche technique (et mon expérience!)

Pour les deux capteurs, je fournis des fiches techniques.

Étape 3: Effet de l'appareil sur l'expérience

Avant de commencer les expérimentations, nous devons vérifier l'influence de notre « appareil » sur nos résultats. Pour ce faire, nous essayons quelques mesures sans nos cibles expérimentales. Ainsi, après avoir laissé les piquets seuls, nous essayons de les "voir" avec nos capteurs. D'après nos mesures à 18cm et à 30cm de distance des piquets, les capteurs donnent peu de pertinence résultats. Donc, ils ne semblent pas jouer un rôle dans nos expériences à venir.

Étape 4: Comparaison de la précision de la distance

Nous remarquons qu'en cas de distances inférieures à 40 cm environ, la précision de l'infrarouge est meilleure, au lieu des distances plus longues où les ultrasons semblent mieux fonctionner.

Étape 5: Précision dépendante du matériau

Pour cette expérience, j'ai utilisé des cibles en papier dur de couleurs différentes sans aucune différence dans les résultats (pour les deux capteurs). La grande différence, comme prévu, concernait la cible transparente en plexiglas et la cible classique en papier dur. Le plexiglas semblait être invisible aux infrarouges, au lieu des ultrasons auxquels il n'y avait aucune différence. Pour le montrer, je présente les photos de l'expérience ainsi que les mesures associées. Là où la précision du capteur infrarouge domine la concurrence, c'est dans le cas des surfaces fortement réfléchissantes. C'est le papier dur recouvert de papier d'aluminium.

Étape 6: Comparaison de la précision de la distance liée à l'angle

D'après mes mesures, il y a une dépendance beaucoup plus forte de la précision sur l'angle dans le cas du capteur à ultrasons, au lieu du capteur infrarouge. L'imprécision du capteur à ultrasons augmente beaucoup plus avec l'augmentation de l'angle.

Étape 7: Code Arduino pour l'évaluation

Le code est aussi simple que possible. L'objectif est d'afficher simultanément sur l'écran de l'ordinateur les mesures des deux capteurs afin de faciliter les comparaisons.

S'amuser!