REGLETA DE SENSORES INFRARROJOS QTR-8RC POLOLU #961

Descripción

descripcion funcional

El conjunto de sensores de reflectancia QTR-8RC está diseñado como un sensor de línea, pero puede usarse como un sensor de proximidad o reflectancia de uso general. El módulo es un portador conveniente para ocho pares de emisor y receptor de infrarrojos (fototransistor) espaciados uniformemente a intervalos de 0.375 “(9.525 mm). Para usar un sensor, primero debe cargar el nodo de salida aplicando un voltaje a su 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 caída más corto es una indicación de mayor reflexión. Este enfoque de medición tiene varias ventajas, especialmente cuando se combina con la capacidad del módulo QTR-8RC para apagar la alimentación del LED:

• 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 lectura paralela permite un uso optimizado de la opción de activación de energía LED

Las salidas son todas independientes, pero los LED están dispuestos en pares para reducir a la mitad el consumo de corriente. Los LED son controlados por un MOSFET con una puerta normalmente elevada, lo que permite que los LED se apaguen configurando la puerta MOSFET a un voltaje bajo. Apagar los LED puede resultar ventajoso para limitar el consumo de energía cuando los sensores no están en uso o para variar el brillo efectivo de los LED a través del control PWM.

Este sensor fue diseñado para ser utilizado con la placa paralela a la superficie que se detecta.

Las resistencias limitadoras de corriente LED para funcionamiento a 5 V están dispuestas en dos etapas; esto permite un bypass simple de una etapa para permitir el funcionamiento a 3,3 V. La corriente del LED es de aproximadamente 20–25 mA, lo que hace que el consumo total de la placa sea inferior a 100 mA. El diagrama esquemático del módulo se muestra a continuación:

Para una matriz similar con tres sensores, considere nuestra matriz de sensores de reflectancia QTR-3RC . Los sensores del QTR-8RC también están disponibles individualmente como sensor de reflectancia QTR-1RC , y el QTR-L-1RC es una alternativa diseñada para usarse con la placa perpendicular a la superficie.

Comparación del tamaño del sensor QTR. Fila superior: QTRX-HD-07, QTR-HD-07; fila del medio: QTR-3, QTR-1, QTR-L-1; fila inferior: QTR-8.

Especificaciones

• Dimensiones: 2.95 “x 0.5” x 0.125 “(sin clavijas de cabezal instaladas)
• Voltaje de funcionamiento: 3,3-5,0 V
• Corriente de suministro: 100 mA
• Formato de salida: 8 señales digitales compatibles con E / S que se pueden 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: 0,11 oz (3,09 g)

Salida QTR-1RC (amarillo) cuando 1/8 “por encima de una línea negra y sincronización del microcontrolador de esa salida (azul).

Conexión de las salidas QTR-8RC a líneas de E / S digitales

El módulo QTR-8RC tiene ocho salidas de sensor idénticas que, como el Parallax QTI, requieren 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:

1. Encienda los LED de infrarrojos (opcional).
2. Configure la línea de E / S en una salida y póngala en alto.
3. Deje al menos 10 μs para que aumente la salida del sensor.
4. Convierta la línea de E / S en una entrada (alta impedancia).
5. Mida el tiempo que tarda el voltaje en decaer esperando que la línea de E / S baje.
6. Apague los LED de infrarrojos (opcional).

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 de los 8 sensores. Si el muestreo de baja frecuencia es suficiente, se pueden lograr ahorros de energía sustanciales apagando los LED. Por ejemplo, si una frecuencia de muestreo de 100 Hz es aceptable, los LED pueden estar apagados el 90% del tiempo, lo que reduce el consumo de corriente promedio de 100 mA a 10 mA.

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.

Rompiendo el módulo en dos

Si no necesita o no puede colocar los ocho sensores, puede romper dos sensores y aún usar los 8 sensores como dos módulos separados, como se muestra a continuación. El PCB se puede marcar desde ambos lados a lo largo de la perforación y luego doblar hasta que se rompa. Cada una de las dos piezas resultantes funcionará como un sensor de línea independiente.

Componentes incluidos

Este módulo se envía con una regleta de cabezal de 25 pines de 0,1 “y una resistencia de orificio pasante de 100 ohmios como se muestra a continuación.

Puede romper la tira de encabezado en piezas más pequeñas y soldarlas en su matriz de sensores de reflectancia como desee, o puede soldar cables directamente a la unidad o usar una tira de encabezado en ángulo recto para una instalación más compacta. Los pines del módulo están dispuestos de modo que se pueda acceder a todos ellos utilizando una tira de 11 × 1 o una tira de 8 × 2.

La resistencia es necesaria para hacer que la matriz de dos sensores funcione después de que la matriz de ocho sensores original se rompa en dos partes. Esta resistencia solo es necesaria una vez que la placa se ha roto.

Suelde la resistencia incluida a la pieza de matriz de 2 sensores como se muestra para que la pieza separada sea funcional.