Manual de sensores

SENSORES
Manual de Sensores, Motores y Controladores
Laboratorio de Mecatrónica - Departamento de Ingeniería Eléctrica - Universidad de Chile 12

SENSOR INFRARROJO

Este dispositivo, consiste en un par de leds infrarrojos orientados de manera que para un receptor infrarrojo situado entre ambos exista un rango para el cual la señal reflejada pueda solamente provenir de uno, otro rango parael cual solo pueda provenir del otro y uno donde provenga de ambos. Su modo de operación consiste en ir activando cada led por separado, nunca juntos, e ir registrando la salida. El haz emitido tiene una frecuencia de entre 38 y 42 [KHz], debido a que los módulos receptores infrarrojos operan en torno a ese rango. Por último la distancia de detección para este tipo de sensor es muy limitada, conuna distancia mínima de aproximadamente 10 [cm] y una máxima de 70 [cm].

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Otra alternativa de circuito es la propuesta por Mauricio Cerda y Pedro Romero.
Circuito esquemático del emisor:
Circuito esquemático del receptor:
* uC es un circuito o controlador“cualquiera” que recibe la salida del receptor.
Ejemplo: Basic Stamp.

Modo de operación del sensor (Emisor):

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• El primer subcircuito con 555 es un reloj generador de frecuencia de 32 a 36 kHz aprox. Este se necesita para que el receptor perciba la señalque se quiere enviar, pues dicha frecuencia es la óptima de trabajo.
• El segundo subcircuito es un modulador de la onda anterior. Esto es, los pulsos de 3x kHz “viajan” en un tren de pulsos de mayor amplitud y menor frecuencia, 2 a 20 Hz aprox.
• La salida de ambos circuitos se conectan al chip 7408 que contiene 4
AND’s. Éstos son operadores lógicos, que envían la salida sólo si sus dosentradas son “verdaderas” o “están en alta”.

• Todo lo anterior se realiza pues si constantemente enviamos a 38 kHz el receptor se saturará y no “sabrá” cuando está detectando o cuando no hay nada. Por lo que enviando la señal de 3x kHz periódicamente, modulada dentro de un tren de pulsos, se obtendrá una mejor respuesta
y se sabrá exactamente cuando estamos en presencia de algo.
• El consumo es ≤5mA aprox.
Algunas notas:
• Es muy conveniente trabajar en los subcircuitos antes de montar todo.
Por ejemplo, depende de la calidad de los Led’s emisores el valor de la resistencia, dando el rango de detección del sensor. Por esto, el valor de
R3 y R4 puede variar, siendo recomendable el uso de un potenciómetro de 50 o 100 Kohms (altamente recomendable para R4). R4 comanda la frecuencia conque se recibe la señal (2 a 20 Hz).
• Junto con lo anterior, para verificar que los relojes funcionan, el uso de led’s comunes para ver la frecuencia no está demás. Para regular el tiempo de clock, se juega con las resistencias y condensadores conectados al 555, yendo desde 100 nF, pasando por 220 o 440 nF, y llegando hasta 1, 4 o 47 uF.
• El circuito receptor se puede probar con un controlremoto cualquiera.
Se conecta el osciloscopio a la salida del receptor IRM. La gran mayoría de los controles remoto envía un tren de pulsos que se debería visualizar claramente en el osciloscopio.
• La calidad del sensor dependerá de la calidad de los elementos utilizados. Que sus alambres estén lo más derecho posible. Los IC deben ser manipulados con sumo cuidado (electricidad estática) para queno sufran daños. Los Led’s también influyen en la calidad del sensor. Hay diferentes modelos que tienen distintos requerimientos de corriente, y por ende, de potencia. Esto último es un factor que influye en el rango de alcance.
• El color del objeto a detectar también influye en la distancia de detección. El blanco se detecta a mayor distancia que el negro.
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