거리 측정 센서

적외선 거리 센서

 

 

위 사진과 같은 샤프의 적외선 거리 센서는 다음 그림과 같은 구조를 가진다. LED에서 나간 적외선은 물체에 반사되어 돌아 온다. 이때 반사되어 들어오는 각도는 거리에 따라 달라 진다. 적외선 센서를 이용하여 반사되는 각도를 알 수 있고 그에 따라 거리를 계산할 수 있다.

 

 

적외선 센서는 적외선이 도달하는 위치에 따라 출력이 달라지는 센서를 이용하거나, 적외선이 도달하는 좌우 양끝에 1개씩의 적외선 센서를 설치하여 양 끝 적외선 센서의 검출 비를 이용하여 적외선 도달 위치를 알 수도 있다.

 

위 방법 이외에 LED 1개와 적외선 센서 1개를 사용하여 반사되어 돌아오는 크기를 검출하여 거리를 알 수도 있다. 이 방법은 측정 거리가 짧고 오차도 크지만 간단하기 때문에 마이크로 마우스 등에 사용된다.

 

☞ Sharp 거리 센서

 

 

초음파 거리 측정 센서

초음파 거리 측정 센서 SRF05는 다음과 같이 초음파를 발사하여 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 거리를 측정한다.

 

 

SRF05의 신호는 다음 그림과 같다. T_Trigger를 SRF05로 입력하면 40kHz 주파수 초음파 펄스 8개가 출력 되고 반사되어 돌아오는 시간에 비례하는 T_Out 폭의 펄스가 SRF05에서 출력 된다.

 

 

T_Out 의 범위는 100 ~ 25000 μs이고 T_Out 에서 58을 나누면 cm 단위의 거리를 알 수 있다. 25도일 때 소리 속도는 346.1 m이고 1cm를 이동하는데 29 μs가 걸리고 초음파가 왕복 하는데 58  μs가 걸린다.

트리거 주기는 50ms 이상으로 해야 한다.

 

☞ 초음파 거리 측정 센서 원리

 

 

레이저 거리 센서

레이저를 물체에 쏘고 반사되어 오는 빛으로 물체까지의 거리를 계산한다. 측정 방법에는 반사되어 오는 레이저의 시간을 측정하는 방법과 위상 차이를 측정하는 방법 등이 있다.

 

 

ST에서 나온 레이저 거리 센서 칩

VL53L0X와 초음파 센서 비교

 

 

VL53L1X는 FOV (Field-of-view)가 27도로 매우 넓다.

 

☞ ST에서 나온 레이저 거리 센서 칩 VL53L0X (2m)

☞ ST에서 나온 레이저 거리 센서 칩 VL53L1X (4m)