QTR-1RC-Reflexionssensor (2er-Pack)

Hinweis: Der QTR-1RC-Reflexionssensor benötigt eine digitale E/A-Leitung, um Messwerte zu erfassen. Der ähnliche QTR-1A-Reflexionssensor ist mit einem Analogausgang erhältlich.

Funktionsbeschreibung

Der Pololu QTR-1RC Reflexionssensor verfügt über eine einzelne Infrarot-LED und ein Phototransistorpaar. Der Phototransistor verwendet eine Kondensatorentladungsschaltung, die es einer digitalen E/A-Leitung auf einem Mikrocontroller ermöglicht, eine analoge Messung der reflektierten IR-Strahlung durch Messung der Entladezeit des Kondensators vorzunehmen. Eine kürzere Kondensatorentladezeit ist ein Hinweis auf eine stärkere Reflexion.

Der LED-Strombegrenzungswiderstand ist so eingestellt, dass er bei einer Eingangsspannung von 5 V ca. 17 mA an die LED liefert. Der Strombedarf kann von einigen E/A-Leitungen des Mikrocontrollers gedeckt werden, sodass der Sensor über eine E/A-Leitung ein- und ausgeschaltet werden kann, um Strom zu sparen.

Dieser Sensor wurde so konzipiert, dass die Platine parallel zur abgetasteten Oberfläche verwendet werden kann. Aufgrund seiner geringen Größe können mehrere Einheiten leicht angeordnet werden, um verschiedene Anwendungen wie Linienabtastung und Näherungs-/Kantenerkennung zu ermöglichen.

Ein Liniensensor mit acht dieser Einheiten in einer Reihe finden Sie unter QTR-8RC Reflektionssensor-Array; ein ähnliches Array aus drei leicht unterschiedlichen Sensorkomponenten finden Sie unter QTR-3RC. Einen ähnlichen, kleineren Sensor mit größerer Reichweite, der für die Verwendung mit der Platine senkrecht zur Oberfläche vorgesehen ist, finden Sie unter QTR-L-1RC Reflektionssensor.

Größenvergleich der QTR-Sensoren. Im Uhrzeigersinn von oben links: QTR-3RC, QTR-1RC, QTR-L-1RC, QTR-8RC.

Technische Daten

• Abmessungen: 0,3„ x 0,5“ x 0,1“ (ohne optionale Stiftleisten)
• Betriebsspannung: 5,0 V
  
• Versorgungsstrom: 17 mA
• Ausgabeformat: digitales E/A-kompatibles Signal, das als zeitlich festgelegter hoher Impuls gelesen werden kann
• Optimaler Erfassungsabstand: 0,125„ (3 mm)
• Maximal empfohlener Erfassungsabstand: 0,375“ (9,5 mm)
• Gewicht ohne Stiftleisten: 0,008 oz (0,2 g)

Schnittstelle mit dem QTR-1A-Ausgang

QTR-1RC-Ausgang (gelb), wenn er sich 1/8“ über einer schwarzen Linie befindet, und Mikrocontroller-Zeitsteuerung dieses Ausgangs (blau).

Wie das Parallax QTI verfügt das QTR-1RC-Modul über Sensorausgänge, die eine digitale E/A-Leitung erfordern, die in der Lage ist, zuerst den Ausgangskondensator aufzuladen (durch Ansteuern der Leitung auf High) und dann die Zeit zu messen, die der Kondensator benötigt, um sich über den Fototransistor zu entladen. Dieser Messansatz hat mehrere Vorteile, insbesondere wenn mehrere Einheiten verwendet werden:

• Es ist kein Analog-Digital-Wandler (ADC) erforderlich
• Verbesserte Empfindlichkeit gegenüber dem analogen Ausgang eines Spannungsteilers
• Das parallele Lesen mehrerer Sensoren ist mit den meisten Mikrocontrollern möglich
  

Der typische Ablauf beim Lesen eines Sensors ist:

• 1. Setzen Sie die E/A-Leitung auf einen Ausgang und treiben Sie sie hoch
• 2. Warten Sie mindestens 10 µs, damit sich der 10-nF-Kondensator aufladen kann
• 3. Machen Sie die E/A-Leitung zu einem Eingang (hohe Impedanz)
• 4. Messen Sie die Zeit, die der Kondensator zum Entladen benötigt, indem Sie warten, bis die E/A-Leitung auf niedrig geht

Diese Schritte können in der Regel parallel auf mehreren E/A-Leitungen ausgeführt werden.

Bei einer starken Reflexion kann die Entladezeit nur einige Dutzend Mikrosekunden betragen; ohne Reflexion kann die Entladezeit bis zu einigen Millisekunden betragen. Die genaue Entladezeit hängt von den I/O-Leitungseigenschaften Ihres Mikrocontrollers ab. In typischen Fällen (d. h. wenn nicht versucht wird, subtile Unterschiede in Szenarien mit geringer Reflexion zu messen) können aussagekräftige Ergebnisse innerhalb von 1 ms verfügbar sein, was eine Abtastung mit bis zu 1 kHz ermöglicht.

Unsere Pololu AVR-Bibliothek bietet Funktionen, die die Verwendung dieser Sensoren mit unseren Orangutan-Robotersteuerungen vereinfachen. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt „QTR-Reflexionssensoren“ unserer Befehlsreferenz für die Bibliothek. Wir haben auch eine Arduino-Bibliothek für diese Sensoren.

Enthaltene Komponenten

Dieses Modul verfügt über ein einzelnes Montageloch für eine Schraube Nr. 2 (nicht im Lieferumfang enthalten). Wenn dieses Montageloch nicht benötigt wird, kann dieser Teil der Leiterplatte abgeschliffen werden, um die Einheit noch kleiner zu machen. Jedes Set mit zwei Reflexionssensoren enthält gerade und rechtwinklige Stiftleisten, mit denen Sie die Sensoren in der gewünschten Ausrichtung montieren können (Hinweis: Die Stiftleisten werden möglicherweise als 1×6-Streifen geliefert, die Sie in zwei 1×3-Stücke zerlegen können). Sie können auch Drähte, wie z. B. Flachbandkabel, direkt an die Pads anlöten, um eine möglichst kompakte Installation zu erreichen.

Abmessungen

• Größe: 0,3? × 0,5? × 0,1?
  
• Gewicht: 0,2 g
  

Hinweise:

• 1. Ohne optionale mitgelieferte Stiftleisten.
• 2. Für einen einzelnen Sensor ohne mitgelieferte optionale Stiftleisten.

Dokumente:

• Pololu QTR-Reflexionssensor-Anwendungshinweis
• Pololu AVR C/C++-Bibliotheksbenutzerhandbuch
• Arduino-Bibliothek für die Pololu QTR-Reflexionssensoren
  
• Pololu AVR Library Befehlsreferenz
• Bau von Linienfolge- und Linienlabyrinth-Kursen
• Datenblatt für den reflektierenden Objektsensor QRE1113GR von Fairchild