Como o sensor de linha é organizado e funciona

Muitas vezes em projetos baseado no arduino (e não apenas), especialmente na robótica amadora, pode ser útil reconhecer a presença de uma superfície específica na área de cobertura do dispositivo ou até mesmo medir a distância até ele. Um sensor de linha analógico ou digital será útil para essa finalidade.

O sensor pode ser instalado, por exemplo, na plataforma do robô, para limitar a área de seu movimento aos limites de um determinado circuito de trabalho. Assim, o robô pode simplesmente seguir a linha ou ao longo da linha e nunca ultrapassar a área de trabalho ou, se necessário, manter-se-á a uma certa distância dessa superfície delimitadora.

Sensor de linha analógico

Um sensor de linha analógico não pode apenas distinguir entre superfícies preto e branco, mas também é capaz de responder a outras cores e suas tonalidades intermediárias. Além disso, o sensor de linha analógico permite medir a distância até a superfície da cor selecionada, após ser pré-calibrado de acordo. Com sua ajuda, será possível rastrear com precisão o processo de atravessar a borda em preto e branco e, se necessário, controlar esse processo com uma referência à distância ou cor.

O sensor de linha opera no espectro infravermelho e, para uma calibração precisa durante o ajuste, há um LED indicador nele. A sensibilidade do sensor é ajustada usando um resistor de sintonia que permite alterar esse parâmetro em uma ampla faixa, pois, dependendo do tipo de superfície e das condições externas, da natureza da iluminação atual etc., a sensibilidade do sensor deve ser adequada.

Quando recebe energia do sensor, um feixe de um LED infravermelho emitindo um comprimento de onda de 940 nm é direcionado para a superfície de trabalho. Refletindo da superfície oposta, o feixe volta e atinge o localizado próximo ao LED infravermelho fototransistor Estrutura NPN, do coletor do qual um sinal útil é removido.

Como o sensor é analógico, o sinal de saída será menor, mais clara será a superfície abaixo ou mais próxima, ou seja, o desenvolvedor terá à sua disposição toda a faixa de valores de tensão - de quase zero a quase a tensão de alimentação. Ao mesmo tempo, a corrente consumida pelo dispositivo está na região de 10 mA a uma tensão de alimentação de 5 volts.

Então, teoricamente, com a reflexão completa do feixe, o coletor do fototransistor terá uma tensão mínima e com total absorção pela superfície - a tensão máxima. Se a superfície estiver mais afastada, a tensão na saída do sensor será maior; se estiver mais próxima, a tensão de saída será menor. O sensor é conectado à eletrônica de controle com três fios: fio comum, fio de energia e fio de sinal.

Sensor de linha digital

Aqui, como no sensor analógico, o LED infravermelho emite um comprimento de onda de 950 nm (na faixa de infravermelho). O feixe de infravermelho é refletido da superfície oposta e atinge o fototransistor. Na saída, obtemos 1 lógico (alta tensão) ou 0 (baixa tensão).

A sensibilidade do sensor depende de como ele é calibrado e está relacionada à distância da superfície. Além disso, pode ser calibrado para um tom de cinza ou qualquer outra cor, bem como para uma distância máxima.

Se o sensor for colocado muito baixo, o feixe infravermelho direto será refletido cedo e voltará diretamente para ou na partição entre o LED e o fototransistor, para que haja uma certa distância mínima. Se o sensor estiver muito longe, o feixe se espalhará prematuramente antes de retornar. Portanto, há uma distância máxima.

A saída é gerada digitalmente aqui, graças ao gatilho de inversão Schmitt.Quando o fototransistor NPN não recebe o feixe, a tensão máxima de trabalho no coletor é, portanto, na saída do sensor 0. Quando o feixe é recebido, na saída 1.

O sensor pode ser facilmente ajustado para uma certa tonalidade ou trabalhar a uma certa distância.

Para calibrar (ajustar a sensibilidade), o botão do resistor de sintonia é girado em uma direção ou outra. Assim, é possível obter uma resposta apenas à tonalidade mais escura ou mais clara, ou se a cor da barreira oposta ao sensor permanecer inalterada - apenas a uma distância não superior ao conjunto.

Durante a configuração do sensor, você pode focar no LED indicador, que acenderá quando o feixe for recebido novamente e sua intensidade corresponderá à calibração.

Recursos de conexão de sensores analógicos ao Arduino

Uma seleção dos sensores mais populares para Arduino

Como controlar remotamente o microcontrolador: Controle remoto IR, Arduino, ESP8266, 433 MHz

10 projetos interessantes que podem ser feitos no Arduino