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El sensor de reflectancia QTR-1RC lleva un solo par de fototransistores y LED infrarrojos en un módulo pequeño y económico de 0.5 x 0.3 que se puede montar en casi cualquier lugar y es ideal para la detección de bordes y el seguimiento de líneas. La salida está diseñada para ser medida por una línea de E / S digital. Este sensor se vende en paquetes de dos unidades.
El sensor de reflectancia Pololu QTR-1RC lleva un solo par de fototransistor y LED de infrarrojos (IR). Para usar el sensor, primero debe cargar el nodo de salida aplicando un voltaje al pin OUT. Luego, puede leer la reflectancia retirando ese voltaje aplicado externamente en el pin OUT y cronometrando cuánto tiempo tarda el voltaje de salida en decaer debido al fototransistor integrado. Un tiempo de decaimiento más corto es una indicación de mayor reflexión. Este enfoque de medición tiene varias ventajas, especialmente cuando se utilizan varias unidades:
No se requiere un convertidor de analógico a digital (ADC)
Sensibilidad mejorada sobre la salida analógica del divisor de voltaje
La lectura en paralelo de múltiples sensores es posible con la mayoría de los microcontroladores
La resistencia de limitación de corriente del LED está configurada para entregar aproximadamente 17 mA al LED cuando el VIN es de 5 V. El requisito de corriente se puede cumplir con algunas líneas de E / S del microcontrolador, lo que permite que el sensor se encienda y apague a través de una E / S línea para ahorrar energía.
Este sensor fue disenado para ser utilizado con la placa paralela a la superficie que se detecta. Debido a su pequeño tamaño, se pueden organizar fácilmente varias unidades para adaptarse a diversas aplicaciones, como detección de líneas y detección de proximidad / bordes.
Para un sensor de línea con ocho de estas unidades dispuestas en una fila, consulte el conjunto de sensores de reflectancia QTR-8RC ; para una matriz similar de tres componentes de sensor ligeramente diferentes, consulte el QTR-3RC . Para un sensor similar, más pequeño con mayor alcance y diseñado para usar con la placa perpendicular a la superficie, consulte el sensor de reflectancia QTR-L-1RC .
Especificaciones
Dimensiones: 0.3 x 0.5 x 0.1 (sin clavijas de cabezal opcionales instaladas)
Voltaje de funcionamiento: 5,0 V
Corriente de suministro: 17 mA
Formato de salida: señal digital compatible con E / S que se puede leer como un pulso alto temporizado
Distancia de detección óptima: 0,125 (3 mm)
Distancia de detección máxima recomendada: 0,375 (9,5 mm)
Peso sin clavijas de cabezal: 0,008 oz (0,2 g)
Conexión de la salida QTR-1RC a una línea de E / S digital
Al igual que el Parallax QTI, este sensor requiere una línea de E / S digital capaz de hacer que la línea de salida sea alta y luego medir el tiempo para que decaiga el voltaje de salida. La secuencia típica para leer un sensor es:
Configure la línea de E / S en una salida y póngala en alto.
Deje al menos 10 para que aumente la salida del sensor.
Convierta la línea de E / S en una entrada (alta impedancia).
Mida el tiempo que tarda el voltaje en decaer esperando que la línea de E / S baje.
Por lo general, estos pasos se pueden ejecutar en paralelo en varias líneas de E / S.
Con una reflectancia fuerte, el tiempo de caída puede ser tan bajo como varias docenas de microsegundos; sin reflectancia, el tiempo de caída puede ser de hasta unos pocos milisegundos. El tiempo exacto de caída depende de las características de la línea de E / S de su microcontrolador. Los resultados significativos pueden estar disponibles en 1 ms en casos típicos (es decir, cuando no se intenta medir diferencias sutiles en escenarios de baja reflectancia), lo que permite un muestreo de hasta 1 kHz.
Nuestra biblioteca Pololu AVR proporciona funciones que facilitan el uso de estos sensores con nuestros controladores de robot Orangutan ; Consulte la sección Sensores de reflectancia QTR de nuestra referencia de comandos de la biblioteca para obtener más información. También tenemos una biblioteca Arduino para estos sensores.
Componentes incluidos
Este módulo tiene un solo orificio de montaje destinado a un tornillo n. 2 (no incluido); Si este orificio de montaje no es necesario, esta parte de la PCB se puede poner a tierra para hacer la unidad aún más pequeña. Cada paquete de dos sensores de reflectancia incluye juegos de tiras de cabezal macho rectas y tiras de cabezal macho de ángulo recto , que le permiten montarlos en la orientación que elija (nota: los pines del cabezal pueden enviarse como tiras de 1 × 6 que puede romper en dos piezas de 1 × 3). También puede soldar cables, como cables planos, directamente a las almohadillas para lograr la instalación más compacta.
Cómo funciona en detalle.
Con solo cuatro componentes (o cinco, si cuenta el LED IR acoplado y el fototransistor por separado), el funcionamiento de este sensor es relativamente básico. El lado del emisor es solo un LED IR con una resistencia limitadora de corriente adecuada. La luz del emisor sale del sensor, se refleja en una superficie cercana y regresa al detector.
El lado del detector es un circuito resistor-capacitor (RC), donde la resistencia proviene del fototransistor y es una medida de la luz infrarroja incidente, y el tiempo de caída es proporcional a la resistencia. El primer paso del proceso de lectura del sensor, que eleva la salida del sensor, descarga el condensador integrado de 10 nF y pone ambos lados al mismo voltaje (VIN). Alternativamente, puede pensar en esto como “cargar el nodo de salida, y es funcionalmente equivalente a cargar un capacitor con un lado conectado a tierra. Una vez que ya no está suministrando un voltaje externo al pin de salida, el capacitor puede cargarse lentamente a través del fototransistor, siendo la tasa de carga una función de la resistencia del fototransistor (que a su vez es una función del IR incidente). A medida que se carga el condensador, el voltaje en el lado de salida cae y eventualmente llega a cero cuando el capacitor está completamente cargado. Alternativamente, puede pensar en esto como “descargar el nodo de salida, y es funcionalmente equivalente a descargar un capacitor con un lado conectado a tierra.
La resistencia de 220 en la línea OUT sirve para limitar el flujo de corriente, lo que hace posible que una salida del microcontrolador cargue de forma segura el nodo de salida antes de cada lectura. Tiene muy poco efecto en la salida del sensor.
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