Инфракрасный датчик
Инфракрасный датчик Lego EV3 является цифровым дистанционным датчиком. Датчик предназначен для обнаружения инфракрасного света, который отражается от сплошных предметов (объектов).
Инфракрасное излучение также называют тепловое излучение. Спектральная область инфракрасного излучения располагается между красным концом видимого света, которое имеет длину волны λ = 0,74 мкм с частотой 430 ТГц и микроволновым радиоизлучением λ ~ 1—2 мм с частотой 300 ГГц.
Принцип работы датчика взят из живой природы. Для ориентации в пространстве и охоты некоторые виды животных используют тепловое излучение. К таким живым организмам относятся кальмары, летучие мыши-вампиры, некоторые виды змей и другие животные.
Режимы работы инфракрасного датчика
Инфракрасный датчик находится в составе домашней версии робототехнического конструктора Lego Mindstorms EV3 с артикулом 31313. В состав образовательной версии Lego EV3 датчик не входит. При необходимости инфракрасный датчик приобретается отдельно. Инфракрасный сенсор является бесконтактным датчиком.
В комплекте домашней версии присутствует инфракрасный маяк, который предназначен для подачи инфракрасных световых сигналов. Инфракрасный датчик в состоянии обнаруживать эти сигналы. Также при помощи связки инфракрасный датчик плюс инфракрасный маяк можно организовать удаленное управление роботом,
У инфракрасного датчика есть три режима, в которых он может работать:
- В режиме приближения
- В режиме маяка
- В дистанционном режиме
Основные характеристики инфракрасного датчика
- В режиме «Приближение» инфракрасный датчик определяет расстояние между сенсором и предметом. Для этого используются отраженные от объекта световые волны. В этом режиме не используется измерение в сантиметрах или дюймах. Используются условные единицы от 0 что значит очень близко до100 очень далеко. Приблизительное расстояние, на котором можно использовать датчик около 70 сантиметром. На точность измерения влияет размер и форма предмета.
- Режим «Маяк» использует совместно инфракрасный датчик с инфракрасным маяком. Этот режим позволяет приблизительно определить, где расположен инфракрасный маяк перед инфракрасным датчиком. Датчик может выдавать логическое значение истина или ложь при обнаружении маяка. В условных единицах от 0 до 100 показывает относительное расстояние до маяка. В этом режиме максимальное расстояние обнаружения маяка около двух метров. Также в условных единицах от -25 до 25 показывает направление маяка. При этом 0 означает, что маяк находится перед датчиком.
- В режиме «Дистанционное управление» можно управлять роботом на расстоянии. В этом режиме датчик может распознавать, какие кнопки нажаты на маяке.
Инфракрасный датчик не является очень точным, и погрешность измерения может достигать 20 процентов. Подключение к контроллеру EV3 стандартным плоским кабелем. Можно подключать датчик к любому порту входа, но по умолчанию подключение происходит к 4 порту. При подключении к любому порту модуль EV3 определит датчик автоматически.
Область использования теплового излучения
- При помощи инфракрасного излучения можно изучать перегретые или переохлажденные местности. Использование тепловизоров позволяют на расстоянии измерить температуру какого-нибудь объекта.
- В астрономии инфракрасные снимки помогают обнаружить еще не известные небесные тела.
- Для обогрева помещений применяют инфракрасные обогреватели. Принцип их работы заключается в том, что они направленно нагревают предметы интерьера и стены. После этого нагретые предметы отдают тепло в окружающее пространство.
- Инфракрасное излучение очень распространено в системах дистанционного управления. Это пульты для телевизора, микроволновых печей, систем кондиционирования и т.д. Все они управляются при помощи инфракрасных лучей.
- Тепловое излучение использует медицина для различного вида лечения и профилактики заболеваний.
- В военной области получили распространение приборы ночного видения, использующие тепловое излучение. Головки самонаведения для ракет, боеголовок и других систем также используют инфракрасное излучение.
Спектр применения инфракрасного излучения достаточно широк.
