智能小车机器人宝贝车专用寻迹传感器QTI 灰度传感器说明
QTI传感器套件
QTI 灰度检测传感器套件（KC-S80004）产品概述
QTI循迹套件是一个可以检测黑色线带灰度级别
的传感器套件。本套件在设计中考虑到应用范围，而
将QTI传感器信号输出设计为OC门高阻状态，这样
它可适应于具有三态IO的单片机（如：A VR）进行
IO模拟量测量或开启单片机内部上拉电阻进行开关
量测量，而对于只具有普通准双向IO的单片机（如
普通C51）是无法检测OC门高阻状态，它必须要在
QTI传感器信号输出端外接一个上拉电阻，这样便可
检测黑白线（开关量）。
产品特点：
?简易的3Pin杜邦线接口
?可以输出灰度值和开关量
?配套的铜柱便于安装和卸载
?检测响应速度高，阈值任意给定
?检测功耗低
电气参数
?工作电压：5V DC
?检测距离：2-3 CM
?灰度值：0-1024
套件列表
名称数量
QTI灰度传感器4个
20cm 3Pin 杜邦线4条
10K插件电阻4个
M3*20铜柱8个
M3*6盘头带平垫螺丝8个
尼龙垫片8个
等长排针4个
面包板跳线12条
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详细了解QTI灰度传感器
Q T I灰度传感器是一个反射型光电传感器。是使用光电接收管
来检测物体表面反射光强度的传感器。因此这种光电传感器便可
应用在检测物体表面颜色的深度和测量一定距离的移动物体。反
射型光电传感器的结构是由一个红外发射管和一个红外接收管组
成，在一定距离内，当发射出去的红外光线被颜色深度较浅的物
体所接受时，会将这些红外光线反射回来，红外接收管便可以接
收到这个返回来的信号；若发射出去的红外光线被颜色深度较深
的物所接受时，较深的颜色物体能吸收红外光而反射回来的红光
线很弱或没有反射回来红外光线，这时接收管接收不到信号。这
样便可以用这两种状态来判断被测物体的颜色深度。用这个结构
的光电传感器再外加一些阻容件便可以将光能转为电能了。
AVR如何用三态IO检测这个QTI的模拟量信号？
以下是三态IO单片机（A VR）应用高阻状态对QTI进行灰度级别模拟量检测的连接示意图
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演示案例
#include
#define Threshold 100 //黑色与白色之间的阈值
#define LeftQti0 //接在PB0 #define LeftCenterQti 1 //接在PB1 #define RightCenterQti 2 //接在PB2 #define RightQti3 //接在PB3
// 判断黑线与白线之间的标志 // 值赋予1-表示黑线 // 值赋予0-表示白线 uint8_t sDigi0 = 0; uint8_t sDigi1 = 0; uint8_t sDigi2 = 0; uint8_t sDigi3 = 0;
/******************************************************************* 函数名： long RCtime(uint8_t sensPin) 功能：检测出灰度值
输入参数：sensPin-接QTI 的管脚号 输出参数：result -灰度值
********************************************************************/ long RCtime(uint8_t sensPin) {
long result = 0;
DDRB |= _BV(sensPin); PORTB|= _BV(sensPin);
delay_nms(1); //充电1ms
DDRB &=~_BV(sensPin); PORTB&=~_BV(sensPin);
while((PINB&_BV(sensPin))) result++; return result; }
/******************************************************************* 函数名：int main() 功能：主函数
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输入参数：无 输出参数：NULL
********************************************************************/ int main() {
uart_Init(); //串口头文件
SET_DDRC3; //设置PC3为输出口 SET_DDRC2; //设置PC2为输出口 while(1) {
// 打印出QTI 传感器的灰度值
printf("LeftQti:%d ",RCtime(LeftQti));
printf("LeftCenterQti:%d ",RCtime(LeftCenterQti)); printf("RightCenterQti:%d ",RCtime(RightCenterQti) ); printf("RightQti:%d\n",RCtime(RightQti));
//--------------------- 判读黑线与白线的阈值 ----------------------------- if(RCtime(LeftQti) > Threshold)
sDigi0 = 1; //黑线
else
sDigi0 = 0; //白线
if(RCtime(LeftCenterQti) > Threshold)
sDigi1 = 1; //黑线
else
sDigi1 = 0; //白线 if(RCtime(RightCenterQti) > Threshold)
sDigi2 = 1; //黑线 else
sDigi2 = 0; //白线
if(RCtime(RightQti) > Threshold)
sDigi3 = 1; //黑线
else
sDigi3 = 0; //白线 ……
AVR 如何用三态IO 开启内部上拉电阻检测QTI 的开关量信号？
以下是三态IO 单片机（A VR ）开启内部上拉电阻对QTI 进行黑白循线（开关量）检测的连接示意图
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演示案例
#include
#define LeftQti 0 //接在PB0 #define LeftCenterQti 1 //接在PB1 #define RightCenterQti 2 //接在PB2 #define RightQti 3 //接在PB3
// 判断黑线与白线之间的标志 // 值赋予1-表示黑线 // 值赋予0-表示白线 uint8_t sDigi0 = 0; uint8_t sDigi1 = 0; uint8_t sDigi2 = 0; uint8_t sDigi3 = 0;
/******************************************************************* 函数名： long IO_Switch() 功能 ： IO 口开关量检测
输入参数：sensPin-接QTI 的管脚号 输出参数：result –检测状态值
********************************************************************/
uint8_t IO_Switch() {
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DDRB = 0b1111; // 设置DDRB 为输出模式 delay_nus(230); // 延时230us DDRB = 0b0000; // 设置DDRB 为输入模式 delay_nus(230); // 延时230us return (PINB&0x0f); }
/******************************************************************* 函数名： int main() 功能 ： 主函数 输入参数：无 输出参数：NULL
********************************************************************/ int main() { uart_Init(); //串口头文件 PORTB |=0x0f; //设置PB0~PB3为输出 SET_DDRC3; //设置PC3为输出口 SET_DDRC2; //设置PC2为输出口 while(1) { IO_Switch();
//------------------- 1000-------------------------------------------------- //-------------------左大转------------------------------------------------- if (IO_Switch() == 0x01) {
……
QTI 如何适应于普通C51单片机的开关量信号检测？
以下是准双向IO 单片机（普通C51）外接上拉电阻对QTI 进行黑白循线（开关量）检测的连接示意图
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演示案例
/************************************************************************* 说明：
leftservo - P11 Rightservo- p10
QTI Pin: left - > Right |P24|P23|P22|P21|
**************************************************************************/
#include
#define uint unsigned int #define uchar unsigned char
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uchar QTIState ;
/******************************************************************* 函数名： Get_QTI_State () 功能 ： IO 口开关量检测 输入参数：NULL
输出参数：QTIState –检测状态值
********************************************************************/ void Get_QTI_State(void) { QTIState = P2&0x1e; }
/******************************************************************* 函数名：Follow_Line () 功能 ： 循迹
输入参数：QTIState 输出参数：NULL
********************************************************************/ void Follow_Line(void) { Get_QTI_State(); switch(QTIState) { case 0x10 : Rotate_Left(); //0001000 break; case 0x18 : Pivot_Left(); break; case 0x08 : Forward(); break; case 0x04 : Forward(); break; case 0x0c : Forward(); break; case 0x06 : Pivot_Right(); break; case 0x02 : Rotate_Right(); break; default : Forward(); break; } }
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……
结论
QTI 传感器实际检测黑色渐变条，用模拟量检测和开关检测其对检测距离固定，而判别的有效范围阈值比较如下示意图。
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注意事项：
QTI 传感器安装到机器人上时，有一个高度调整问题，不能过高也不能过低。对于模拟量检测时高度要求没有那么严格，可以用软件自定义阈值而设置检测范围。而对于开关量检测时必须要按QTI 传感器性能而定格它的安装高度，这个需要人工调整。可以事先测试每个QTI 传感器位置于何高度时可以很好的检测到黑白线。打个比方，如定格2CM 高度检测黑白线，当在2CM 高度处下方是黑线QTI 传感器信号端应该能输出高电平，而白线时输出低电平，否则必须适当调整这个高度值，满足检测黑白线的阈值高度时便可以正常工作。
由上可知：灰度测量的阈值是由软件修改时间长度而设定，开量测量的阈值是由安装高度来调整。
2012-06-26