Инфракрасный датчик
ИК-датчик
Это понятие впервые встречается на программе «Инженерия и системный подход к решению задач» — примерно 11-12 лет (5-6 класс).
Датчик, видящий невидимый для глаза свет — инфракрасный. Замечает отражение от предмета или сигнал пульта: так робот находит линию и препятствия.
Свисток для собак: человек его не слышит, а собака слышит. Инфракрасный свет глаз не видит, а датчик — видит.
Направить пульт в камеру телефона и понажимать кнопки: у многих камер виден мигающий огонёк — это инфракрасные вспышки передатчика.
Пара «излучатель — приёмник»: инфракрасный светодиод светит, приёмник ловит отражение. Белое поле отражает много света, чёрная линия — мало, так робот различает трассу; датчик препятствия замечает отражение от предмета. Отдельный вид — приёмник пульта: он ловит не отражение, а мигающий код передатчика.
На едущем по линии роботе показать: съехал датчик с чёрной полосы — робот подруливает обратно; на 7-8 — прочитать в мониторе порта значения датчика над белой бумагой и чёрной изолентой и объяснить разницу отражением.
Активные типы работают в ближнем ИК (~850–950 нм): отражательный (ИК-светодиод + фотоприёмник) — линии и препятствия; приёмник пульта с несущей ~38 кГц, отсекающий постороннюю засветку. Пассивный PIR — другой диапазон: ловит дальний, тепловой ИК (~8–14 мкм) от человека и срабатывает на его изменение. Краевые случаи: солнце и лампы накаливания слепят отражательный датчик, а чёрная матовая поверхность почти не отражает — датчик «не видит» её в упор.
Снять на Arduino значения аналогового датчика линии над белым и чёрным при комнатном свете и под яркой лампой; выбрать порог, работающий в обоих случаях.
Частое заблуждение
«Раз глаз не видит инфракрасного света — его и нет». Нет: это обычный свет, просто глаз к нему не чувствителен; многие камеры телефонов видят вспышки ИК-светодиода пульта.