探索定位红外相机：功能、特性与应用

一、引言

在电子设备日益智能化的今天，定位红外相机作为一种独特的传感器，正发挥着越来越重要的作用。它不仅能追踪多个红外物体，还能作为火焰传感器检测热源位置，在机器人导航、安防监控等领域具有广泛的应用前景。本文将详细介绍一款小型定位红外相机，包括其规格参数、引脚定义、连接方式以及示例代码等内容，希望能为电子工程师们在相关设计中提供参考。

文件下载：SEN0158.pdf

二、相机概述

这款定位红外相机具有小巧的外形，能够同时追踪4个红外物体。它的应用场景十分多样，既可以用于带有红外发射器的机器人导航追踪，也能作为光障使用，还能确定物体的运动方向。此外，它还是一个出色的火焰传感器，可用于检测火焰位置，为消防安全等领域提供支持。而且，该相机安装和连接都非常方便，只需要四根线，其中两根用于电源供应，另外两根用于I2C通信。

三、规格参数

1. 电源消耗

该相机支持两种电源规格，分别是3.3V/44mA和5V/48mA，用户可以根据实际需求进行选择。

2. 检测距离

其检测距离范围为0 - 3m，能够满足大多数应用场景的需求。

3. 通信协议

采用I2C通信协议，这种协议具有简单、高效的特点，便于与其他设备进行连接和通信。

4. 检测角度

水平检测角度为33度，垂直检测角度为23度，能够覆盖一定的空间范围。

5. 分辨率

相机的分辨率为128x96像素，并且具备硬件图像处理能力，可同时追踪四个红外发射或反射物体。

6. 尺寸

相机呈圆柱形，尺寸为32 x 16，体积小巧，便于安装和集成。

四、引脚定义

该相机的引脚定义如下：

• 红色：VCC+，用于连接电源正极。
• 黄色：SDA，I2C通信的数据线。
• 绿色：SCL，I2C通信的时钟线。
• 黑色：GND，用于连接电源负极。

五、连接示意图

虽然文档中未给出具体的连接示意图，但根据引脚定义和I2C通信的原理，我们可以推测出该相机与其他设备的连接方式。在实际应用中，需要将相机的VCC+和GND分别连接到电源的正负极，SDA和SCL分别连接到主控设备的I2C数据线和时钟线。

六、示例代码

1. 指令说明

当相机检测到信号时，会在第一个位置显示其坐标，其他位置为空（返回1023,1023）。如果相机检测到多个物体，会按照检测顺序排列。若其中一个物体超出视野范围，该位置将为空（返回1023,1023）。该相机同时最多支持4个物体的检测。

2. Arduino代码

以下是使用Arduino控制该相机的示例代码：

// Wii Remote IR sensor test sample code by kako http://www.kako.com 
// modified output for Wii - BlobTrack program by RobotFreak http://www.letsmak erobots.com/user/1433 
// modified for http://DFRobot.com by Lumi, Jan. 2014 
#include < Wire.h > 
int IRsensorAddress = 0xB0; 
//int IRsensorAddress = 0x58; 
int slaveAddress; 
int ledPin = 13; 
boolean ledState = false; 
byte data_buf[16]; 
int i; 
int Ix[4]; 
int Iy[4]; 
int s; 

void Write_2bytes(byte d1, byte d2) 
{ 
    Wire.beginTransmission(slaveAddress); 
    Wire.write(d1); 
    Wire.write(d2); 
    Wire.endTransmission(); 
}

void setup() 
{
    slaveAddress = IRsensorAddress > > 1; // This results in 0x21 as the address to pass to TWI 
    Serial.begin(19200); 
    pinMode(ledPin, OUTPUT); // Set the LED pin as output 
    Wire.begin(); 
    // IR sensor initialize 
    Write_2bytes(0x30,0x01); 
    delay(10); 
    Write_2bytes(0x30,0x08); 
    delay(10); 
    Write_2bytes(0x06,0x90); 
    delay(10); 
    Write_2bytes(0x08,0xC0); 
    delay(10); 
    Write_2bytes(0x1A,0x40); 
    delay(10); 
    Write_2bytes(0x33,0x33); 
    delay(10); 
    delay(100); 
} 

void loop() 
{
    ledState = !ledState; 
    if (ledState) { 
        digitalWrite(ledPin,HIGH); 
    } else { 
        digitalWrite(ledPin,LOW); 
    }
    //IR sensor read 
    Wire.beginTransmission(slaveAddress); 
    Wire.write(0x36); 
    Wire.endTransmission(); 
    Wire.requestFrom(slaveAddress, 16); // Request the 2 byte heading 
    for (i = 0; i < 16; i++) { 
        data_buf[i] = 0; 
    } 
    i = 0; 
    while(Wire.available() && i < 16) { 
        data_buf[i] = Wire.read(); 
        i++; 
    }
    Ix[0] = data_buf[1]; 
    Iy[0] = data_buf[2]; 
    s = data_buf[3]; 
    Ix[0] += (s & 0x30) < < 4; 
    Iy[0] += (s & 0xC0) < < 2; 
    Ix[1] = data_buf[4]; 
    Iy[1] = data_buf[5]; 
    s = data_buf[6]; 
    Ix[1] += (s & 0x30) < < 4; 
    Iy[1] += (s & 0xC0) < < 2; 
    Ix[2] = data_buf[7]; 
    Iy[2] = data_buf[8]; 
    s = data_buf[9]; 
    Ix[2] += (s & 0x30) < < 4; 
    Iy[2] += (s & 0xC0) < < 2; 
    Ix[3] = data_buf[10]; 
    Iy[3] = data_buf[11]; 
    s = data_buf[12]; 
    Ix[3] += (s & 0x30) < < 4; 
    Iy[3] += (s & 0xC0) < < 2; 
    for(i = 0; i < 4; i++) {
        if (Ix[i] < 1000) {
            Serial.print(" ");
        }
        if (Ix[i] < 100) {
            Serial.print(" ");
        }
        if (Ix[i] < 10) {
            Serial.print(" ");
        }
        Serial.print(int(Ix[i])); 
        Serial.print(",");
        if (Iy[i] < 1000) {
            Serial.print(" ");
        }
        if (Iy[i] < 100) {
            Serial.print(" ");
        }
        if (Iy[i] < 10) {
            Serial.print(" ");
        }
        Serial.print(int(Iy[i])); 
        if (i < 3) {
            Serial.print(",");
        }
    }
    Serial.println(""); 
    delay(15); 
}

3. Processing代码

以下是使用Processing进行数据可视化的示例代码：

// Example by Tom Igoe 
// Modified for http://www.DFRobot.com by Lumi, Jan. 2014 
import processing.serial.*; 
int lf = 10; // Linefeed in ASCII 
String myString = null; 
Serial myPort; // The serial port 

void setup() { 
    // List all the available serial ports 
    println(Serial.list()); 
    // Open the port you are using at the rate you want:
    myPort = new Serial(this, Serial.list()[0], 19200); 
    myPort.clear(); 
    // Throw out the first reading, in case we started reading 
    // in the middle of a string from the sender. 
    myString = myPort.readStringUntil(lf); 
    myString = null; 
    size(800,800); 
    //frameRate(30); 
} 

void draw() { 
    background(77); 
    myString = myPort.readStringUntil(lf); 
    if (myString != null) { 
        int[] output = int(split(myString, ',')); 
        println(myString); // display the incoming string 
        int xx = output[0]; 
        int yy = output[1]; 
        int ww = output[2]; 
        int zz = output[3]; 
        int xxx = output[4]; 
        int yyy = output[5]; 
        int www = output[6]; 
        int zzz = output[7]; 
        ellipseMode(RADIUS); // Set ellipseMode to RADIUS 
        fill(255, 0, 0); // Set fill to white 
        ellipse(xx, yy, 20, 20);
        ellipseMode(RADIUS); // Set ellipseMode to RADIUS 
        fill(0, 255, 0); // Set fill to white 
        ellipse(ww, zz, 20, 20); 
        ellipseMode(RADIUS); // Set ellipseMode to RADIUS 
        fill(0, 0, 255); // Set fill to white 
        ellipse(xxx, yyy, 20, 20); 
        ellipseMode(RADIUS); // Set ellipseMode to RADIUS 
        fill(255); // Set fill to white 
        ellipse(www, zzz, 20, 20); 
    }
}

七、总结

这款定位红外相机凭借其小巧的外形、多样的功能和便捷的连接方式，为电子工程师们提供了一个强大的工具。通过详细了解其规格参数、引脚定义和示例代码，我们可以更好地将其应用到实际项目中。在实际设计过程中，你是否遇到过类似传感器的应用难题呢？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。

希望本文能帮助电子工程师们更好地理解和使用这款定位红外相机，推动相关领域的技术发展。更多信息可参考[官方文档](https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/Positioning_ir_camera 5 - 2 - 17)。