TCRT5000 Датчик линии

TCRT5000 — это отражающая оптическая пара, состоящая из инфракрасного светодиода и фототранзистора. Это “глаза” любого Line Follower робота.

• Излучатель: ИК-светодиод (синий корпус) постоянно светит вниз.
• Приемник: Фототранзистор (черный корпус) открывается тем сильнее, чем больше ИК-света на него попадает.
• Взаимодействие:
  • Белый фон: Хорошо отражает ИК-лучи -> Транзистор открыт -> Напряжение на выходе низкое (или высокое, зависит от схемы).
  • Черная линия: Поглощает ИК-лучи -> Транзистор закрыт -> Напряжение меняется.

Чаще всего новички используют готовые модули (на синей плате).

• Компаратор (LM393): Превращает плавный аналоговый сигнал в четкий цифровой (0 или 1).
• Потенциометр: Позволяет настроить чувствительность (порог срабатывания).
• Индикаторы: Светодиоды питания и срабатывания.

Совет: Для езды по линии лучше использовать Аналоговый выход (A0), если позволяет контроллер. Это дает возможность использовать PID-регулятор для плавного движения, а не дергаться влево-вправо (Bang-Bang control).

Робот видит линию — поворачивает, теряет — поворачивает обратно.

#define SENSOR_PIN 2

void setup() {
  pinMode(SENSOR_PIN, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int state = digitalRead(SENSOR_PIN);
  
  if (state == HIGH) { // Допустим, HIGH - это черная линия
    Serial.println("Line Detected!");
  } else {
    Serial.println("No Line");
  }
  delay(100);
}

Считываем градацию “серого”. Это позволяет понять, насколько мы ушли с центра линии.

#define SENSOR_PIN A0

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int value = analogRead(SENSOR_PIN);
  
  // value обычно от 0 до 1023
  // Например: < 100 - белый, > 900 - черный
  // Промежуточные значения - край линии
  
  Serial.print("Reflection: ");
  Serial.println(value);
  delay(50);
}

Для серьезных соревнований используют линейку из 5-8 датчиков (например, Pololu QTR-8A или QTR-8RC). Это позволяет точно вычислять ошибку положения линии.

1. Line Follower: Классическая задача — проехать трассу за минимальное время.
2. Сумо-роботы: Датчики ставятся по углам, чтобы не выехать за пределы белого круга (Dohyo).
3. Энкодеры: Если наклеить черно-белый диск на колесо, TCRT5000 может считать обороты (как мы делали в разделе Encoders).
4. Датчик наличия: Определение наличия детали в захвате манипулятора.

• Внешняя засветка: Солнечный свет содержит много ИК. Датчики могут “слепнуть”. Решение: делать “юбку” вокруг датчиков или использовать модулируемый сигнал (сложнее).
• Высота: Датчик работает только на расстоянии 2-10 мм. Если робот подпрыгнет, он потеряет линию.
• Глянец: Глянцевая черная изолента может отражать свет как зеркало (бликовать), и датчик подумает, что это белое. Используйте матовую изоленту или калибруйте датчики.