Cómo se organiza y funciona el sensor de línea

A menudo en diseños basado en arduino (y no solo), especialmente en robótica aficionada, puede ser útil reconocer la presencia de una superficie particular en el área de cobertura del dispositivo o incluso medir la distancia al mismo. Un sensor de línea analógico o digital será útil para este propósito.

El sensor se puede instalar, por ejemplo, en la plataforma del robot, para limitar el área de su movimiento a los límites de un determinado circuito de trabajo. Por lo tanto, el robot puede simplemente seguir la línea o a lo largo de la línea, y nunca ir más allá del área de trabajo, o, si es necesario, se mantendrá a cierta distancia de esta superficie límite.

Sensor de línea analógica

Un sensor de línea analógico no solo puede distinguir entre superficies en blanco y negro, sino que también puede responder a otros colores y sus tonos intermedios. Además, el sensor de línea analógica le permite medir la distancia a la superficie del color seleccionado, después de haber sido precalibrado en consecuencia. Con su ayuda, será posible rastrear con precisión el proceso de cruzar el borde en blanco y negro y, si es necesario, controlar este proceso con referencia a la distancia o el color.

El sensor de línea funciona en el espectro infrarrojo, y para una calibración precisa durante el ajuste, hay un LED indicador en él. La sensibilidad del sensor se ajusta usando una resistencia de sintonización que le permite cambiar este parámetro en un amplio rango, porque dependiendo del tipo de superficie y las condiciones externas, la naturaleza de la iluminación actual, etc., la sensibilidad del sensor debería ser adecuada.

Cuando recibe energía del sensor, un haz de un LED infrarrojo que emite una longitud de onda de 940 nm se dirige a la superficie de trabajo. Reflejando desde la superficie opuesta, el haz retrocede y golpea el que se encuentra al lado del LED infrarrojo. fototransistor Estructura NPN, del colector del cual se elimina una señal útil.

Como el sensor es analógico, la señal de salida será más pequeña, cuanto más clara sea la superficie debajo de ella o más cerca esté, es decir, el desarrollador tiene a su disposición todo el rango de valores de voltaje, desde casi cero hasta casi el voltaje de suministro. Al mismo tiempo, la corriente consumida por el dispositivo está en la región de 10 mA a una tensión de alimentación de 5 voltios.

Entonces, teóricamente, con una reflexión completa del haz, el colector del fototransistor tendrá un voltaje mínimo, y con una absorción total por la superficie, el voltaje máximo. Si la superficie está más lejos, el voltaje en la salida del sensor será mayor; si está más cerca, el voltaje de salida es menor. El sensor está conectado a la electrónica de control con tres cables: cable común, cable de alimentación y cable de señal.

Sensor de línea digital

Aquí, como en el sensor analógico, el LED infrarrojo emite una longitud de onda de 950 nm (en el rango infrarrojo). El haz IR se refleja desde la superficie opuesta y golpea el fototransistor. En la salida, obtenemos 1 lógico (alto voltaje) o 0 (bajo voltaje).

La sensibilidad del sensor depende de cómo está calibrado, y está relacionado con la distancia a la superficie. Además, se puede calibrar a un tono de gris o cualquier otro color, así como a una distancia máxima.

Si el sensor se coloca demasiado bajo, entonces el haz infrarrojo directo se reflejará temprano y volverá directamente a la partición entre el LED y el fototransistor, por lo que hay una cierta distancia mínima. Si el sensor se ajusta demasiado lejos, el haz se dispersará prematuramente antes de alcanzarlo. Por lo tanto, hay una distancia máxima.

La salida se genera digitalmente aquí gracias al disparador inversor Schmitt.Cuando el fototransistor NPN no recibe el haz, la tensión de trabajo máxima en su colector está, por lo tanto, en la salida del sensor 0. Cuando se recibe el haz, en la salida 1.

El sensor se puede ajustar fácilmente a un tono determinado o para trabajar a cierta distancia.

Para calibrar (ajustar la sensibilidad), la perilla de la resistencia de sintonización se gira en una dirección u otra. Por lo tanto, es posible lograr una respuesta solo al tono más oscuro o más claro, o si el color del obstáculo opuesto al sensor no cambia, solo a una distancia no mayor que la establecida.

Durante la configuración del sensor, puede enfocarse en el LED indicador, que se iluminará cuando se reciba nuevamente el haz y su intensidad corresponda a la calibración.

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