Com s’ordena i funciona el sensor de línia

Sovint en dissenys basat en arduino (i no només), especialment en la robòtica aficionada, pot ser útil reconèixer la presència d’una determinada superfície a l’àrea de cobertura del dispositiu o fins i tot mesurar la distància fins a aquesta. Un sensor de línia analògic o digital serà útil per a aquest propòsit.

El sensor es pot instal·lar, per exemple, a la plataforma del robot, per tal de limitar l’àrea del seu moviment als límits d’un determinat circuit de treball. De manera que el robot només pot seguir la línia o al llarg de la línia, i mai no superar la zona de treball, o, si cal, es mantindrà a una certa distància d’aquesta superfície del límit.

Sensor de línia analògic

Un sensor de línia analògic no només pot distingir les superfícies en blanc i negre, sinó que també és capaç de respondre a altres colors i les seves tonalitats intermèdies. A més, el sensor de línia analògic permet mesurar la distància fins a la superfície del color seleccionat, després d’haver estat precalibrat en conseqüència. Amb la seva ajuda, serà possible rastrejar amb precisió el procés de creuament de la frontera en blanc i negre i, si cal, controlar aquest procés amb referència a distància o color.

El sensor de línia funciona a l’espectre d’infrarojos i, per a una calibració precisa durant l’ajust, hi ha un indicador LED. La sensibilitat del sensor s’ajusta mitjançant una resistència d’afinació que permet canviar aquest paràmetre en un ampli rang, ja que segons el tipus de superfície i les condicions externes, la naturalesa de la il·luminació actual, etc., la sensibilitat del sensor hauria de ser adequada.

Quan rep energia del sensor, un feix d’un LED infraroig que emet una longitud d’ona de 940 nm es dirigeix ​​a la superfície de treball. Reflectint de la superfície oposada, el feix es remunta i es colpeja al situat al costat del LED infraroig fototransistor Estructura NPN, del col·lector del qual es treu un senyal útil.

Com que el sensor és analògic, el senyal de sortida serà més petit, més lleugera sigui la superfície que hi ha sota o més a prop, és a dir, el desenvolupador té a la seva disposició tota la gamma de valors de tensió - des de gairebé zero fins gairebé la tensió de subministrament. Al mateix temps, el corrent que consumeix l’aparell es troba a la regió de 10 mA a una tensió d’alimentació de 5 volts.

Així doncs, teòricament, amb la reflexió completa del feix, el col·lector del fototransistor tindrà una tensió mínima, i amb una absorció completa per la superfície - la tensió màxima. Si la superfície està més allunyada, el voltatge a la sortida del sensor serà més gran; si està més a prop, el voltatge de sortida és menor. El sensor està connectat a l'electrònica de control amb tres cables: cable comú, cable d'alimentació i cable de senyal.

Sensor de línia digital

Aquí, com en el sensor analògic, el LED infraroig emet una longitud d’ona de 950 nm (en el rang d’infrarojos). El feix IR es reflecteix des de la superfície oposada i colpeja el fototransistor. A la sortida, obtenim 1 lògic (alta tensió) o 0 (baixa tensió).

La sensibilitat del sensor depèn de com es calibri i està relacionada amb la distància a la superfície. A més, es pot calibrar a una tonalitat de gris o qualsevol altre color, així com a una distància màxima.

Si el sensor es col·loca massa baix, el feix d’infrarojos directe es reflectirà de forma precoç i tornarà immediatament a o a la partició entre el LED i el fototransistor, de manera que hi ha una certa distància mínima. Si el sensor es troba massa lluny, el feix es dispersarà de manera prematura abans d’arribar enrere. Per tant, hi ha una distància màxima.

La sortida es genera digitalment gràcies al disparador d'inversió de Schmitt.Quan el fototransistor NPN no rep el feix, la tensió màxima de treball al seu col·lector es troba, per tant, a la sortida del sensor 0. Quan es fa el feix, a la sortida 1.

El sensor es pot ajustar fàcilment a una certa ombra o per funcionar a certa distància.

Per calibrar (ajustar la sensibilitat), el botó de resistència d’ajustament es gira en una direcció o una altra. Així, només és possible obtenir una resposta a l'ombra més fosca o a la més clara, o si el color de la barrera enfront del sensor és inalterable - només a una distància més enllà del conjunt.

Durant la configuració del sensor, podeu centrar-vos en el LED indicador, que s’il·luminarà quan el feix es retrobi i la seva intensitat correspon a la calibració.

Característiques de la connexió de sensors analògics a Arduino

Una selecció dels sensors més populars per a Arduino

Com controlar a distància el microcontrolador: control remot IR, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 interessants projectes que es poden fer a Arduino