Sensores


Sensores reflectivos y por intercepción (de ranura)
Los sensores de objetos por reflexión están basados en el empleo de una fuente de señal luminosa (lámparas, diodos LED, diodos láser, etc.) y una célula receptora del reflejo de esta señal, que puede ser un fotodiodo, un fototransistor, LDR, incluso chips especializados, como los receptores de control remoto. Hay de diversas sensibilidades,desde los que detectan un objeto recién cuando está a 5 mm de distancia hasta los que, usando haces de infrarrojo modulados, pueden hacerlo a más de un metro.

Para detección a corta distancia se suele utilizar en robótica el sensor de reflexión CNY70, de Telefunken, que está especificado en su hoja de datos para detección a 0,3 mm (ya que fue pensado para usarlo en la detección en discos deencoders, en los que el dibujo de ranuras está bien cerca del sensor), pero se usa en robots para detectar objetos a 10 ó 20 mm, según informan los artículos que encontré en la red. Consta de un diodo emisor de infrarrojos y un fototransistor como elemento sensible. Tiene la ventaja de ser pequeño, compacto y de precio muy accesible.


Para distancias mayores existe una serie de detectores deSharp, entre los que menciono al GP2D02, uno de los más conocidos, capaz de detectar objetos a 80 cm de distancia. Tiene interesantes prestaciones integradas, ya que entrega un valor ya digitalizado en 8 bits, a través de una salida serie. Un hermanito es el GP2D12, con la diferencia de que su salida de datos es analógica.
Con elementos ópticos similares, es decir emisor-receptor, existen lossensores "de ranura" (en algunos lugares lo he visto referenciado como "de barrera"), donde se establece un haz directo entre el emisor y el receptor, con un espacio entre ellos que puede ser ocupado por un objeto. Al interceptar el haz se activa la detección. Este tipo de elemento (en especial los más comunes disponibles en el mercado, cuya apertura o zona sensible es muy estrecha) no es tan útil en unrobot, aunque es posible encontrarlos en algunas aplicaciones. Existen además módulos para control industrial con una apertura mucho mayor.









LDR (Light-Dependent Resistor, resistor dependiente de la luz)
Un LDR es un resistor que varía su valor de resistencia eléctrica dependiendo de la cantidad de luz que incide sobre él. Se le llama, también, fotorresistor o fotorresistencia.El valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en él (en algunos casos puede descender a tan bajo como 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras (puede ser de varios megaohms).
Los LDR se fabrican con un cristal semiconductor fotosensible como el sulfuro de cadmio (CdS). Estas celdas son sensibles a un rango amplio de frecuencias lumínicas, desde la luz infrarroja,pasando por la luz visible, y hasta la ultravioleta.

La variación de valor resistivo de un LDR tiene cierto retardo, que es diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro.
Por esta razón un LDR no se puede utilizar algunas aplicaciones, en especial en aquellas en que la señal luminosa varía con rapidez. El tiempo de respuesta típico de un LDR está en el orden de una décimade segundo.
La lentitud relativa del cambio es una ventaja en algunos casos, porque así se filtran variaciones rápidas de iluminación que podrían hacer inestable un sensor (por ejemplo cuando está iluminado por un tubo fluorescente alimentado por corriente alterna), En otras aplicaciones (como la detección de luminosidad para saber si es de día o es de noche) la lentitud de la detección no esimportante.
Fotoceldas o celdas fotovoltaicas
La conversión directa de luz en electricidad a nivel atómico se llama generación fotovoltaica. Algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico, que hace que absorban fotones de luz y emitan electrones. Cuando se captura a estos electrones libres emitidos, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada...