Beschreibung
Hinweis: Der Reflexionssensor QTR-L-1RC benötigt zum Erfassen von Messwerten eine digitale I/O-Leitung. Der ähnliche Reflexionssensor QTR-L-1A ist mit einem analogen Ausgang erhältlich.
Funktionsbeschreibung:
Der Pololu Reflexionssensor QTR-L-1RC ist mit einer abgewinkelten Infrarot-LED und einem abgewinkelten Fototransistor bestückt, die beide zur Vorderkante der Platine zeigen. Der Fototransistor nutzt eine Kondensator-Entladeschaltung, mit der eine digitale I/O-Leitung eines Mikrocontrollers einen analogen Messwert des reflektierten IR-Lichts erfassen kann, indem sie die Entladezeit des Kondensators misst. Eine kürzere Entladezeit zeigt eine stärkere Reflexion an.
Der Strombegrenzungswiderstand der LED ist so ausgelegt, dass bei einer VIN von 5 V etwa 17 mA durch die LED fließen. Dieser Strombedarf kann von manchen Mikrocontroller-I/O-Leitungen gedeckt werden, sodass der Sensor zum Energiesparen über eine I/O-Leitung ein- und ausgeschaltet werden kann.
Dieser Sensor ist für den Einsatz mit senkrecht zur abgetasteten Oberfläche ausgerichteter Platine konzipiert. Dank der in die Gehäuse von Infrarot-LED und Fototransistor integrierten Linsen mit engem Abstrahlwinkel arbeitet er bis zu einer Entfernung von etwa 1" (25 mm) zuverlässig. Aufgrund seiner geringen Größe lassen sich mehrere Einheiten problemlos für verschiedene Anwendungen wie Linienerkennung und Näherungs-/Kantenerkennung anordnen. Der QTR-L-1RC wird in Packungen zu zwei Einheiten verkauft.
Einen ähnlichen Sensor, der mit parallel zur Oberfläche ausgerichteter Platine verwendet werden kann, jedoch eine geringere Reichweite hat, finden Sie im Reflexionssensor QTR-1RC.
Reflexionssensor QTR-L-1RC auf einer Vierteldollar-Münze neben einem Reflexionssensor QTR-1RC.
Technische Daten:
- Abmessungen: 0.3" × 0.35" × 0.12" (ohne optionale Stiftleisten)
- Betriebsspannung: 5.0 V
- Versorgungsstrom: 17 mA
- Ausgabeformat: mit digitalen I/Os kompatibles Signal, das als zeitgesteuerter High-Impuls gelesen werden kann
- Optimaler Erfassungsabstand: 0.125" bis 0.25" (3 mm bis 6 mm)
- Maximal empfohlener Erfassungsabstand: 1" (25 mm)
- Gewicht ohne Stiftleisten: 0.006 oz (0.2 g)
Anbindung des QTR-L-1RC-Ausgangs an eine digitale I/O-Leitung:
Wie das Parallax QTI verfügt das QTR-L-1RC-Modul über Sensorausgänge, die eine digitale I/O-Leitung erfordern, die zunächst den Ausgangskondensator aufladen kann (indem die Leitung auf High gesetzt wird) und dann die Zeit misst, bis sich der Kondensator über den Fototransistor entladen hat. Dieses Messverfahren bietet mehrere Vorteile, insbesondere wenn mehrere Einheiten verwendet werden:
- Kein Analog-Digital-Wandler (ADC) erforderlich
- Höhere Empfindlichkeit als beim analogen Spannungsteiler-Ausgang
- Paralleles Auslesen mehrerer Sensoren ist mit den meisten Mikrocontrollern möglich
Der typische Ablauf zum Auslesen eines Sensors ist:
- 1.Die I/O-Leitung als Ausgang konfigurieren und auf High setzen
- 2.Mindestens 10 us warten, damit sich der 10-nF-Kondensator aufladen kann
- 3.Die I/O-Leitung als Eingang (hochohmig) konfigurieren
- 4.Die Entladezeit des Kondensators messen, indem gewartet wird, bis die I/O-Leitung auf Low geht
Diese Schritte können in der Regel parallel auf mehreren I/O-Leitungen ausgeführt werden.
Bei starker Reflexion kann die Entladezeit nur einige Dutzend Mikrosekunden betragen; ohne Reflexion kann sie bis zu einigen Millisekunden betragen. Die genaue Entladezeit hängt von den Eigenschaften der I/O-Leitung Ihres Mikrocontrollers ab. Aussagekräftige Ergebnisse können in typischen Fällen (d. h. wenn keine feinen Unterschiede bei geringer Reflexion gemessen werden sollen) innerhalb von 1 ms vorliegen, was eine Abtastung mit bis zu 1 kHz ermöglicht. Die folgende Tabelle zeigt einige typische Entladezeiten (von 5 V bis zu einer Schwelle von 2 V) des Sensors über verschiedenen Oberflächen und in verschiedenen Abständen:
| Weiße Oberfläche | 3/4" schwarzes Isolierband | |
|---|---|---|
| 0.25" Abstand | 100 ?s | 320 ?s |
| 1" Abstand | 160 ?s | 260 ?s |
Umgebungslicht, insbesondere Sonnenlicht, kann die Sensormesswerte erheblich beeinflussen. Ist die Entladezeit des QTR-L-1RC dauerhaft niedrig, müssen Sie den Sensor möglicherweise abschirmen oder an einer anderen Stelle montieren, um Störungen durch externe Lichtquellen zu verringern.
Die Pololu AVR-Bibliothek bietet Funktionen, die die Verwendung dieser Sensoren mit den Orangutan-Robotercontrollern erleichtern; weitere Informationen finden Sie im Abschnitt „QTR Reflectance Sensors“ der Befehlsreferenz zur Pololu-Bibliothek. Außerdem gibt es eine Arduino-Bibliothek für diese Sensoren.
Mitgelieferte Komponenten:
Jede Packung mit zwei Reflexionssensoren enthält gerade und abgewinkelte Stiftleisten, sodass Sie die Sensoren in der gewünschten Ausrichtung montieren können. Für eine möglichst kompakte Installation können Sie auch Drähte, z. B. Flachbandkabel, direkt an die Lötpads löten.
Reflexionssensor QTR-L-1A oder QTR-L-1RC (2er-Pack) Reflexionssensoren QTR-L-1A und QTR-L-1RC, montiert
mit beiliegenden Stiftleisten. in einem Breadboard.
Dokumente:
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