Arreglo de Sensor reflectivo QTR-8RC

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 IR (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 de SALIDA. Luego, puede leer la reflectancia retirando el voltaje aplicado externamente en el pin de SALIDA y cronometrando el tiempo que tarda el voltaje de salida en decaer debido al fototransistor integrado. Un tiempo de decaimiento más corto es una indicación de una mayor reflexión. Este enfoque de medición tiene varias ventajas, especialmente cuando se combina con la capacidad del módulo QTR-8RC para apagar el LED:

• No se requiere un convertidor de analógico a digital (ADC)
• Sensibilidad mejorada sobre la salida analógica del divisor de voltaje
• La lectura paralela de múltiples sensores es posible con la mayoría de los microcontroladores
• La lectura paralela permite un uso optimizado de la opción de habilitación 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 están controlados por un MOSFET con una compuerta normalmente alta, lo que permite que los LED se apaguen ajustando la compuerta 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 usarse con el tablero paralelo a la superficie que se está detectando.

Las resistencias limitadoras de corriente LED para funcionamiento con 5 V están dispuestas en dos etapas; esto permite una derivación simple de una etapa para permitir el funcionamiento a 3,3 V. La corriente del LED es de aproximadamente 20 a 25 mA, lo que hace que el consumo total de la placa sea un poco menos de 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 central: QTR-3, QTR-1, QTR-L-1; fila inferior: QTR-8.

Especificaciones:

• Dimensiones: 2,95″ x 0,5″ x 0,125″ (sin pines de cabecera instalados)
• 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 pasadores de cabecera: 3,09 g (0,11 oz)

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

El módulo QTR-8RC tiene ocho salidas de sensor idénticas que, al igual que Parallax QTI, requieren una línea de E/S digital capaz de impulsar la línea de salida a un nivel alto y luego medir el tiempo que tarda el voltaje de salida en decaer. La secuencia típica para leer un sensor es:

1. Encienda los LED IR (opcional).
2. Establezca la línea de E/S en una salida y manténgala alta.
3. Espere 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 IR (opcional).

Estos pasos normalmente 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 decenas de microsegundos; sin reflectancia, el tiempo de caída puede ser de unos pocos milisegundos. El tiempo exacto de la caída depende de las características de la línea de E/S de su microcontrolador. Los resultados significativos pueden estar disponibles dentro de 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 sustanciales de energía 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.

Romper el módulo en dos

Si no necesita o no puede colocar los ocho sensores, puede separar dos sensores y seguir usando los 8 sensores como dos módulos separados, como se muestra a continuación. La placa de circuito impreso se puede marcar desde ambos lados a lo largo de la perforación y luego doblarla 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 tira de encabezado de 25 pines de 0,1″ y una resistencia de orificio pasante de 100 ohmios, como se muestra a continuación.

Puede dividir la tira de cabecera en pedazos más pequeños y soldarlos a su conjunto de sensores de reflectancia según lo desee, o puede soldar los cables directamente a la unidad o usar una tira de cabecera en ángulo recto para una instalación más compacta. Los pines del módulo están dispuestos de modo que se pueda acceder a todos mediante una tira de 11 × 1 o una tira de 8 × 2.

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

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

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