ماژول KY-033

KY-033 یک حسگر تعقیب خط / تشخیص رنگ تیره-روشن بازتابی (Reflective IR Line Tracking Sensor) است که معمولاً در کیت‌های آموزشی “37-in-1 Sensor Kit” یافت می‌شود. این ماژول برای ربات‌های Line Follower، شمارنده عبور اجسام نزدیک سطح، و تشخیص کنتراست (مثلاً سیاه روی سفید) استفاده می‌شود.

ساختار داخلی (نسخه‌های رایج)

• LED مادون‌قرمز فرستنده (IR LED).
• فتوترانزیستور یا ماژول فتودیود گیرنده IR.
• تقویت + مقایسه‌گر )معمولاً LM393 یا اپ‌امپ ساده(.
• پتانسیومتر تریمر برای تنظیم آستانه تشخیص روشن/تاریک.
• LED وضعیت که هنگام تغییر خروجی (تشخیص خط) روشن/خاموش می‌شود.

اصل کار: سطح روشن (مثل کاغذ سفید) نور IR را بازمی‌تاباند → گیرنده سیگنال زیاد → خروجی یک حالت. سطح تیره/خط مشکی IR را جذب می‌کند → بازتاب کم → خروجی حالت مخالف. مرز دقیق با پتانسیومتر تنظیم می‌شود.

نسخه‌های مختلف KY-033 که ممکن است ببینید

متأسفانه تولیدکنندگان مختلف چیدمان پین و حتی مدار داخلی را کمی تغییر می‌دهند. قبل از سیم‌کشی، به برچسب‌های روی بُرد خودتان نگاه کنید. متداول‌ترین‌ها:

نسخه	پین‌ها	توضیح
3 پین (G, +, S)	فقط خروجی دیجیتال قابل تنظیم با پتانسیومتر.	ساده‌ترین نسخه.
4 پین (VCC, GND, AO, DO)	خروجی آنالوگ + خروجی دیجیتال آستانه‌ای.	کاربردی‌تر؛ شبیه برخی ماژول‌های TCRT5000.
5 پین )کمتر رایج(	شاید شامل EN یا LED جداگانه باشد.	دیتاشیت سازنده را ببینید.

در ادامه هر دو سناریوی پرکاربرد (3-پین دیجیتال و 4-پین آنالوگ+دیجیتال) را برای ESP32 توضیح می‌دهم.

 

 

مشخصات تقریبی عملکرد

• تغذیه: 3.3 تا 5 ولت) ترجیح:V  3.3 برای هم‌خوانی مستقیم با (ESP32
• جریان: معمولاً 10–30) mA وابسته به جریان(IR LED
• فاصلهٔ کاری: حدود 1 تا 10 میلی‌متر از سطح) بسته به رنگ، تنظیم و نور محیط؛ بهترین عملکرد معمولاً 2–5 (mm
• پاسخ زمانی: سریع (چند صد میکروثانیه تا چند میلی‌ثانیه)؛ مناسب ربات‌های متحرک.

 (1 سیم‌کشی نسخهٔ 3-پین )فقط خروجی دیجیتال(

پین‌ها

پین KY-033	توضیح
G یا GND	زمین
+ یا VCC	3.3–5V تغذیه
S یا OUT	خروجی دیجیتال مقایسه‌گر

 

اتصال به) ESP32 پیشنهادی(

KY-033	ESP32	توضیح
VCC	3.3V	ایمن برای منطق و LED IR
GND	GND	مرجع مشترک
S	GPIO27	ورودی دیجیتال (امکان وقفه)

اگر مجبور شدید ازV  5 تغذیه کنید، ابتدا ولتاژ پین S را اندازه بگیرید؛ اگر Pull-up بهV  5 دارد باید Level Shift یا تقسیم مقاومتی

) مثلاً  (47k/100k استفاده کنید تا حداکثرV  3.3 به ESP32 برسد.

 (2 سیم‌کشی نسخهٔ 4-پین (AO + DO)

پین‌ها

پین KY-033	توضیح	اتصال پیشنهادی ESP32
VCC	تغذیهV  3.3–5	3.3V
GND	زمین	GND
AO	خروجی آنالوگ (میزان بازتاب)	GPIO34 (ADC1)
DO	خروجی دیجیتال آستانه‌ای (LM393)	GPIO27

جهت‌گیری و کالیبراسیون

1. ارتفاع مناسب: سنسور را حدود 2–5 میلی‌متر بالای سطح خط قرار دهید. فاصله زیاد → سیگنال ضعیف؛ فاصله خیلی کم → احتمال تماس.
2. تنظیم پتانسیومتر:
   • سنسور را روی سطح سفید قرار دهید، پیچ را بچرخانید تا LED وضعیت تغییر کند.
   • سپس روی خط مشکی بگذارید و برگردانید تا اختلاف به‌خوبی تشخیص داده شود.
   • هدف: DO بین سفید و مشکی تغییر حالت واضح داشته باشد.
3. تست سریعی با سریال: مقادیر AO را روی سفید و مشکی بخوانید؛ اگر فاصلهٔ عددی کم است، فاصله یا نور محیط را تنظیم کنید.

منطق خروجی (بسته به سازنده)

گاهی:

• DO = LOW وقتی خط تیره تشخیص داده می‌شود،
• DO = HIGH در سطح روشن.

استفاده در ربات Line Follower با چند سنسور

برای یک ربات دقیق، 3 تا 5 عدد) KY-033 یا سنسور TCRT5000 مشابه (کنار هم نصب کنید.

سپس:

• اگر فقط وسط فعال شد → روی خط هستید.
• اگر سمت چپ فعال شد → باید چرخش چپ بدهید.
• اگر سمت راست فعال شد → به راست اصلاح کنید.
• اگر همه خاموش → خط گم شده؛ جستجو کن.

 

 

 

فیلتر نرم‌افزاری و اشکال‌یابی

مشکل	علّت محتمل	راه‌حل
خروجی ناپایدار در نور محیط	نور خورشید IR زیاد دارد	سایه‌بان یا شیلد، کاهش فاصله، تنظیم تریمر.
نوسان ADC	نویز تغذیه / سطح نامسطح	خازن 0.1 µF بین VCC و GND نزدیک سنسور؛ فیلتر میانگین.
عدم تشخیص خط مشکی	سطح براق / فاصله زیاد	ارتفاع را کم کنید؛ خط را مات و ضخیم رسم کنید.
حالت خروجی برعکس انتظار	مقایسه‌گر یا سیم‌بندی معکوس	آزمایش کنید و در نرم‌افزار شرط را معکوس کنید.

جمع‌بندی

• =KY-033 سنسور تعقیب خط بازتابی مادون‌قرمز با پتانسیومتر آستانه.
• نسخه‌ها: دیجیتال 3پین یا آنالوگ+دیجیتال 4پین (قبل از سیم‌کشی حتماً برچسب‌ها را ببین).
• برای ESP32 بهتر استV  3.3 تغذیه شود تا خروجی‌ها مستقیماً سازگار باشند.
• → AO یک پایه) ADC1 مثل (GPIO34 ، → DO یک GPIO دیجیتال با وقفه )مثل (GPIO27
• قبل از استفاده، سطح سفید و خط مشکی را کالیبره کن؛ نور محیط و فاصلهٔ سنسور بسیار مهم‌اند.