Arduino筆記(86)：紅外線反射尋跡/避障模組TCRT5000

買了這個模組有一段時間了，最近重新整理一下手邊的模組，利用這幾天實作一下這個模組的功能。
紅外線反射尋跡/避障模組 TCRT5000 利用紅外線反射的特性，有兩種可應用的功能，一是偵測是否有物體靠近，當模組被裝在小車時，可以偵測前方是否有障礙物；另一個功能是藉由反射面的顏色改變，來判斷小車是否偏離畫好的路線。以下是實作說明及結果。

TCRT5000尋跡感測器模組的紅外發射二極體不斷發射紅外線，當發射出的紅外線沒有被反射回來或被反射回來但強度不夠大時，光敏三極管一直處於關斷狀態，此時模組的輸出端為低電位，指示二極體一直處於熄滅狀態；被檢測物體出現在檢測範圍內時，紅外線被反射回來且強度足夠大，光敏三極管此時模組的輸出端為高電位，指示二極體燈被點亮。

產品規格：

採用TCRT5000紅外反射感測器
檢測反射距離：1mm~25mm適用
工作電壓3.3V-5V
輸出形式：數位開關量輸出（0和1）及類比輸出兩種
使用寬電壓LM393比較器

[材料]

Arduino Uno
紅外線反射尋跡/避障模組TCRT5000
LCD1602液晶顯示器
I2C/介面 LCD1602轉接板 PCF8574
麵包板 x1
排線 N 條

[接線與電路圖]

Arduino接腳	紅外線反射尋跡/避障模組TCRT5000	LCD1602顯示器
+5V	VCC	VCC
GND	GND	GND
D2	DO	-
A0	AO	-
SDA	-	SDA
SCL	-	SCL

[程式]

#include <LiquidCrystal_I2C.h>   // 引用 LiquidCrystal_I2C Library
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  // 設定 LCD 位址為 0x27，有 16 個字元 2 列

int DigitalPin = 2;   
int AnalogPin = A0;
int ledPin = 13;       

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  pinMode(DigitalPin, INPUT); // 設定數位Pin為輸入
  pinMode(AnalogPin, INPUT); // 設定數位Pin為輸入
  pinMode(ledPin, OUTPUT);   
  lcd.init();                // 初始化 lcd 
  lcd.backlight();           // 設定背板為亮  
  lcd.clear();         
}
void loop()
{
  boolean D_val = digitalRead(DigitalPin); // 讀取數位Pin的值
  int A_val = analogRead(AnalogPin);
  
  if(D_val == HIGH)  {     //讀取到數值為LOW時，點亮pin13的LED燈
    digitalWrite(ledPin, LOW); 
  }
  else {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  }
  Serial.print("Analog Data: ");
  Serial.println(A_val);
  lcd.setCursor(0,0);  
  lcd.print(" Analog:"); 
  lcd.print(A_val); 
  lcd.print("  ");   

  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("Digital:");
  lcd.print(D_val);      
  delay(300); 
}

[實作結果]

TCRT5000模組有數位與類比兩個接腳，分別接到D2和A0兩個Arduino的接口，再將測得的感應值顯示在LCD1602上，藉以判斷偵測到的類比值達到某一特定數值時，數位訊號就會改變。利用這個特性，可以偵測(1)物體的接近，(2)感應標的物因顏色的變化，造成反射值的改變，判斷是否偏離路徑。
這兩張照片，在感測器下方放上一片黑色止滑墊後，類比數值從153變成735，表示黑色阻擋一部份反射的光源，造成反射量減少，讓類比接收到訊號數值增加。