蓝宙电子线性CCDIII说明书
蓝宙电子
线性CCDIII传感器模块说明书
版本：Version3.0
所有者：蓝宙电子研发部
日期：2014.11.10
一、蓝宙电子TSL1401线性传感器简介
蓝宙电子TSL1401线性传感器是由蓝宙电子科技有限公司面向智能车竞赛推出的智能车专用传感器。该产品采用TAOS公司的TSL1401芯片，自主设计电路，并选择适合于智能车竞赛赛道信息采集的镜头制作而成。该产品具有体积小、重量轻、使用简单、易于固定、接口简单等优点。本产品经过严格的赛道环境测试，经测试该传感器能够采集到稳定的赛道信号，前瞻较远，能在较远距离采集到赛道黑线，且黑线与背景压差较大，用简单算法即可提取黑线位置信号。同时该产品易于组合安装，有助于智能车爱好者进行自主创新性设计。
二、蓝宙电子TSL1401线性传感器特性：
?体积超小，尺寸（长22mm，宽22mm，高16mm），重量轻
?采用聚光透镜，成像清晰
?安装方便，易于组合安装
?三线接口，采用 1.27mm间距排线,iphone4S专用排线
?可更换不同参数镜头
?内置集成偏振片，有效防止放光
?提供上位机调试软件及下位机测试代码
?放大倍数可调
?电源电压3V3和5V兼容
三、蓝宙电子TSL1401线性传感器结构说明
四、蓝宙电子TSL1401线性传感器引脚及连接说明
TSL1401线性CCD与单片机接口简单，只需要两路IO和1路ADC资源，以下是TSL1401线性CCD于XS128单片机的接口方法。
AO引脚连接单片机的ADC通道，SI和CLK连接单片机的IO。为了提高抗干扰能力，插件设计了8pin，4路作为地信号。如果移植使用，建议至少保留3个地线。电源电压3V3和5V兼容。
五、蓝宙电子线性CCD镜头说明及参数
特点：超薄超轻、左右光线均匀，有效特点：大光圈、透光量高，有效前瞻130cm 前瞻130cm，但透光率较少。重量稍重，厚度较厚。
以上两种镜头是蓝宙电子通过多次试验，从众多参数的镜头中筛选出的两款比较适合于智能车赛道识别的镜头，两款镜头都具备以下特点：
1、成像能覆盖TSL1401的全部敏感区，使得128个像素信号都有效。
2、视角适合用于赛道采集，60度的视角使得前瞻1m时视场宽度为1.1m左右，1.1m的视场128个有效点能保证在视场内的 2.5cm的黑线不被漏采。
3、尺寸更小，重量更轻。
六、蓝宙电子偏振片相关说明
历届大赛证明使用蓝宙电子提供的偏振片能显著消减赛道的反光对CCD的影响，提高赛车的环境适应性。经过试验该偏振片同样适用于TSL1401线性传感器！
七、蓝宙电子TSL1401线性传感器驱动程序
TSL1401线性传感器驱动程序比较简单，只需要MCU控制CLK及SI两个引脚安装特定的时序发出方波信号AO引脚就会依次输出128个像素点的模拟信号。
以下是TSL1401线性传感器时序图：
驱动程序实例代码如下：
注意：试验表明该传感器的输出信号和环境光线密切相关，白天AO输出值比晚上高很多，对光和背光相差也很大，白炽灯光和日光灯光线条件下差异很大。因此如果采用同一镜头或同一信号放大倍数，必然无法适应各种环境，经常会出现信号过弱或信号饱和，对环境的适应性很弱。针对该问题的解决方案很多，以下分享一下蓝宙电子的两个解决方案：
1、软件实时采集一段时间AO输出的平均值（能反映环境光强），通过软件更改曝光时间，以形成曝光时间的闭环调节，动态适应各种环境；
2、采用可变增益的运算放大器对信号进行放大，当环境光线（通过AO输出的平均
值计算得到的）变化时，通过单片机改变运放的放大倍数，以保证输出信号在合理范围内。
以上两种方法各有优劣，读者也可以研究更多的放法。
八、蓝宙电子TSL1401线性CCD的安装
蓝宙电子线性CCD尺寸小巧，安装时可以任选2个安装孔安装到传感器支架上。后面请参考蓝宙电子设计的专用线性CCD传感器支架。
九、蓝宙电子TSL1401线性CCD上位机调试
调节面阵CCD或CMOS时可以采用视频采集卡或电视机观看图像信息，或者用来调节镜头焦距。目前还没有能显示线性传感器图像的采集卡。为了方便用户像调试面阵CCD一样调试线性传感器，蓝宙电子专门为用户开发了一款调试软件CCDView，单片机采集传感器数据，通过串口实时的发送到上位机CCDView软件，CCDView将数据按照灰度条和曲线两种形式显示出来了，用户可以直接在CCDView中观看线性数据、调节镜头焦距、对传感器视场进行标定。
蓝宙电子CCDView软件详细使用说明如下：
1、上位机软件构成
●CCDView软件由CCDView.exe、ComDataHook.dll组成，请用户使用前确认文件的组
成正确。
●CCDView主要用于显示用户CCD传感器采集的数据，并以图像的方式显示。
★条形码：CCD采集的数据，以灰度的方式表示，每个竖条代表一个数据。
★曲线图：横坐标为CCD数据的偏移，纵坐标为灰度值（0~255）。
2、上位机软件操作步骤：
①通讯配置
上位机使用了115200bps、1位停止位、8位数据、无奇偶校验，用户可以设定串口号，软件默认的为COM1。
②显示设置
上位机以灰度表、灰度值显示从下位机传输过来的CCD数据，用户可以选择实时刷新和定时刷新两种方式查看CCD数据。
③采集数据
单击“启动”按钮，开始接收由下位机传输过来的“CCD数据”；
单击“停止”按钮，停止接收由下位机传输过来的“CCD数据”。
④系统要求
WINDOWS XP SP3、WINDOWS7系统。请确保串口连接正常，如果遇到“虚拟串口”无法接收到数据，请联系蓝宙电子官方淘宝客服。如果用户使用的是WINDOWS7系统，请右键单击此应用程序，以管理员身份运行。
3、下位机数据格式
上位机使用了115200bps、1位停止位、8位数据、无奇偶校验，下位机应该采样同样的配置。
上位机使用了115200bps、1位停止位、8位数据、无奇偶校验，下位机应该采样同样的配置。
每个数据帧都是以ASCII码发送，传输一帧大约需要18ms的时间，请用户采用最小20ms的发送周期。
十、蓝宙电子独创TSL1401线性CCD智能调光算法
试验表明该传感器的输出信号和环境光线密切相关，白天AO输出值比晚上高很多，对光和背光相差也很大，白炽灯光和日光灯光线条件下差异很大。因此如果采用同一镜头或同一信号放大倍数，必然无法适应各种环境，经常会出现信号过弱或信号饱和，对环境的适应性很弱。针对该问题的解决方案很多，以下分享蓝宙电子的两个解决方案：1、软件实时采集一段时间AO输出的平均值（能反映环境光强），通过软件更改曝光时间，以形成曝光时间的闭环调节，动态适应各种环境；
2、采用可变增益的运算放大器对信号进行放大，当环境光线（通过AO输出的平均值计算得到的）变化时，通过单片机改变运放的放大倍数，以保证输出信号在合理范围内。
以上两种方法都能达到适应环境光的效果，方法1不需要增加额外硬件，可采用纯软件方法实现，因此蓝宙电子推荐方法1，并提供方法1的源代码。
源代码已经过实际验证，自适应性非常强，在不同的环境光线下能保证线性CCD输出一致，黑线和白色背景反差明显，配合蓝宙电子的防反光偏振片，智能车能在各种恶劣环境下稳定识别赛道引导线。
十一、蓝宙电子线性CCD专用支架方案
蓝宙电子为方便线性CCD的安装，特别设计了线性CCD安装支架，根据实际赛场应用情况，对线性CCD安装支架进行了方案设计。以下为蓝宙电子设计的线性CCD安装方案：
十二、模块使用注意事项
◆板子为镀金板，使用过程中要轻拿轻放同时不要用手触摸金面，因为手上汗液容易引起金面氧化，产品使用久了，易导致接触不良等故障；
◆产品放置时，因为焊接元器件个别高度凸出，因此不要有其它重物压在上面，以防压坏电路板上的贴片元件，进而影响板子性能；
◆电路板存放温度不要超过55°，湿度小于60%；
◆板子放置不要靠近潮湿地方，以防板子受潮影响使用，如果板子受潮，请将板子至于通风干燥地方进行干燥处理，如空调下，利用空调热风进行干燥；
◆由于板子的引脚是裸露设计，请不要用手触摸相关引脚，以防静电损坏芯片引脚，影响板子性能。
◆电路板使用前，必须检查所接电源是否在说明书规定的范围内，以防电压太高击穿关键芯片，影响板子性能；
◆电路板使用时，注意不要将电源接反。
◆地数量设计理由，更可靠；
◆板子长期放置不用，要注意防潮处理，可以放置在蓝宙原装的产品盒里面。
联系方式
芜湖蓝宙电子科技有限公司
地址：芜湖经济技术开发区银湖北路科创中心C#211室
联系电话：0553-*******
官网：https://www.wendangku.net/doc/e111010922.html,
淘宝店铺：https://www.wendangku.net/doc/e111010922.html,
蓝宙电子新浪微博账号：https://www.wendangku.net/doc/e111010922.html,/landzo
第十届飞思卡尔智能车QQ群号是361337568
第十届智能车光电直立QQ群号是305611069
第十届智能车摄像头组QQ群号是321799871
第十届智能车电磁追踪QQ群号是184994335
蓝宙电子微信二维码蓝宙电子官网二维码