Sensor Reflectivo Digital QTR-HD-07RC

Estas matrices de sensores de reflectancia QTR cuentan con siete módulos de pares de emisores/fototransistores IR en una disposición de alta densidad (4 mm de paso), lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren una detección precisa de cambios en el contraste, como detección de línea. A diferencia de otros módulos sensores QTR, estas unidades tienen controladores LED integrados que brindan control de brillo independiente de la tensión de alimentación, que puede variar entre 2.9 V y 5.5 V, al tiempo que habilitan la atenuación opcional de cualquiera de las 32 configuraciones de brillo posibles. Hay controles separados para los LED de números impares y pares, lo que le brinda opciones adicionales para detectar la luz reflejada en varios ángulos. Consulte la sección «Control del emisor» a continuación para obtener más información sobre el uso de esta función.

Hay disponibles dos opciones de sensor diferentes, indicadas por «QTR» o «QTRX» en el nombre del producto. Las versiones «QTR» cuentan con módulos de sensor de bajo costo sin lentes, mientras que las versiones «QTRX» presentan módulos de sensor de mayor rendimiento con lentes, que permiten un rendimiento similar a una corriente IR LED mucho más baja.

Arreglo Sensor Reflectivo Digital QTR-HD-07RC Arreglo Sensor Reflectivo Digital QTRX-HD-07RC

Cada opción de sensor está disponible en dos tipos de salida: versiones «A» con salidas de voltaje analógicas entre 0 V y VCC, y versiones «RC» con salidas que se pueden leer con una línea I/O digital en un microcontrolador configurando primero la línea alto y luego liberándolo y cronometrando cuánto tiempo lleva leer bajo (típicamente desde unos pocos microsegundos a unos pocos milisegundos). Cuanto menor sea la tensión de salida o menor el tiempo de disminución de voltaje, mayor será la reflectancia. Los siguientes diagramas esquemáticos simplificados muestran los circuitos para los canales individuales:

Diagramas esquemáticos de los canales del sensor QTR HD individuales para la versión A (izquierda) y la versión RC (derecha).

Especificaciones:

• Dimensiones: 29 × 20 × 0.25 mm
• Voltaje de funcionamiento: 2.9 V a 5.5 V
• Corriente máxima del LED: 30 mA
• Corriente máxima de la placa: 125 mA
• Formato de salida: 7 señales digitales compatibles con I/O que se pueden leer como pulso alto temporizado
• Distancia óptima de detección: 0.5 cm
• Distancia de detección máxima recomendada: 5 cm
• Peso: 1.7 g

Arreglo de sensor de reflectancia QTR-HD-07RC, vistas frontal y posterior.

Nota: a diferencia de otros productos, estas matrices de sensores no incluyen ningún cabezal o conector incluido, por lo que deberá adquirirlos entre nuestros productos relacionados así como soldar sus propios cables directamente a la placa para usarlos.

Interfaz con las salidas del QTR-HD-07RC

El módulo QTR-HD-07RC tiene siete salidas de sensor idénticas que requieren una línea de I/O digital capaz de impulsar la línea de salida en alto y luego medir el tiempo de caída de la tensión de salida. La secuencia típica para leer un sensor es:

1. Encienda los LED IR (opcional).
2. Establezca la línea de I/O en una salida y conduzca alto.
3. Deje al menos 10 μs para que la salida del sensor aumente.
4. Haga que la línea de I/O sea una entrada (alta impedancia).
5. Mida el tiempo para que la tensión decaiga esperando a que la línea de I/O disminuya.
6. Desactive los LED IR (opcional).

Estos pasos generalmente se pueden ejecutar en paralelo en múltiples líneas de I/O.

QTR-1RC de salida (amarillo) cuando 1/8″ está por encima de una línea negra y el tiempo del microcontrolador de esa salida (azul).

Con una reflectancia fuerte, el tiempo de desintegración puede ser tan bajo como unos pocos microsegundos; sin reflectancia, el tiempo de caída puede ser de unos pocos milisegundos. El tiempo exacto de la disminución depende de las características de la línea de I/O de su microcontrolador. Los resultados significativos pueden estar disponibles dentro de 1 ms en casos típicos (es decir, cuando no se trata de medir diferencias sutiles en escenarios de baja reflectancia), permitiendo el muestreo de hasta 1 kHz de los 7 sensores. Si el muestreo de frecuencias más bajas es suficiente, puede lograr ahorros sustanciales de energía apagando los LED. Por ejemplo, si se acepta una frecuencia de muestreo de 100 Hz, los LED pueden estar apagados el 90% del tiempo, lo que reduce el consumo de corriente promedio de 125 mA a 13 mA.

La siguiente biblioteca Arduino facilita el uso de estos sensores con una tarjeta Arduino (original o compatible) al proporcionar funciones para leer los valores de sensor individuales y, para aplicaciones de seguimiento de línea, convertir esas lecturas de sensor en una posición de línea.

Control del emisor

Este conjunto de sensores de reflectancia mantiene una corriente constante a través de sus emisores IR, manteniendo constante el brillo de los emisores, independientemente de la tensión de alimentación (2.9 V a 5.5 V). Los emisores se pueden controlar con los pines CTRL de la placa. Por defecto, estos se conectan junto con una resistencia de 1 kΩ y se activan, activando todos los emisores por defecto y permitiéndoles ser controlados con una señal en cada pin, pero los pines CTRL ODD y CTRL EVEN pueden manejarse de forma diferente para separarlos. control de los emisores impar y numerado par.

Al presionar un pin CTRL bajo durante al menos 1 ms, se apagan los LED del emisor asociados, mientras se conduce alto (o se permite que la placa lo levante) enciende los emisores con la corriente predeterminada (completa) de la placa de 30 mA. Para un uso más avanzado, el pin CTRL puede pulsarse bajo para ciclar los emisores asociados a través de 32 niveles de atenuación.

Para enviar un pulso, debe conducir el pin CTRL bajo por al menos 0.5 μs (pero no más de 300 μs), luego alto por al menos 0.5 μs; (debe permanecer alto después del último pulso). Cada pulso hace que el controlador avance al siguiente nivel de atenuación, envolviendo al 100% después del nivel de corriente más bajo. Cada nivel de atenuación corresponde a una reducción de 3,33% (1 mA) en la corriente, excepto en los últimos tres niveles, que representan una reducción de 1,67% (0,5 mA), como se muestra en la tabla siguiente. Tenga en cuenta que si apaga los LEDs con un pulso de> 1 ms y luego vuelve a encenderlos, los restablece a la corriente máxima.

Por ejemplo, para reducir la corriente del emisor al 50% (15 mA), aplicaría 15 pulsos bajos al pin CTRL y luego lo mantendría alto después del último pulso.

Diagrama esquemático simplificado

Diagrama esquemático de las matrices de sensores de reflectancia QTR-HD-07RC y QTRX-HD-07RC.

Este diagrama también está disponible como un pdf descargable (102k pdf).