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segunda-feira, 5 de novembro de 2012

TCRT5000 - Sensor Óptico Reflexivo

O TCRT5000 é um sensor óptico com saída de transistor muito comumente usado em projetos de robôs seguidores de linha, nessa postagem mostrarei como montar o esquema elétrico e fazer a montagem desse sensor. Para o meio prático usarei um Arduino para testar.

Fig. 1 - Imagem de um sensor TCRT5000

Antes de começar, algumas informações muito importantes devem ser ressaltadas, e para isso, ler o DATASHEET do componente é a melhor opção para extrair estas informações.




Como Funciona
Este sensor é composto basicamente por um LED emissor de infravermelho (Luz que nesta frequência [Hz] não é visível a olho nu)  e um fototransistor responsável por filtrar a luz natural e captar ou não sinais de infravermelho. Ele possui um escudo que separa o emissor do receptor e dependendo da reflexibilidade da superfície ele é capaz de detectar a cor (Em uma escala PRETO e BRANCO) dessa superfície em questão.

Características de Operação
• Dimensões (L x C x A em mm): 10.2 x 5.8 x 7
• Distancia de operação de pico: 2.5mm
• Distancia de operação com eficiência maior que 20%: 0.2mm até 15mm
• Consumo de corrente: 1mA
• Comprimento de onda do emissor: 950nm

Circuito Elétrico
Este circuito é apenas um exemplo de montagem e uso deste sensor, você pode alterar sua configuração para se adequar a certas situações ou especificações, sempre seguindo o que foi especificado no DATASHEET.

Fig. 2 - Esquema do Circuito

Material
1x - Resistor de 10KR (Marrom, Preto, Laranja)
1x - Resistor de 510R (Verde, Marrom, Marrom)
 Um Arduino para servir como controlador.

Montagem
Como LEDs e Transistores são polarizados, observe o lado chanfrado do sensor para o correto posicionamento, pois isso pode danificar o equipamento.

Fig. 3 - TCRT5000 + Arduino

No circuito acima o resistor R2 (Referido na Figura 2)(10KR na Figura. 3) é um resistor de "pull up". Ele garante que a saída esteja em nível alto enquanto o fototransistor não esta conduzindo o que acontece quando não há incidência de luz infravermelha sobre ele e evita um curto-circuito quando o fototransistor conduz.
Aumentar o valor de R2 (Referido na Figura. 2)(10KR na Figura. 3) significa, respeitando-se os limites do fabricante (Ver DATASHEET), aumentar a sensibilidade do sensor, pois ficará mais fácil para o fototransistor colocar a saída em nível baixo. Inversamente, reduzindo o valor de R2 (Referido na Figura. 2)(10KR na Figura. 3), reduz também a sensibilidade do sensor. (Idealmente colocar um Trimpot "Por exemplo de 20KR" em série com um resistor "Por exemplo de 10KR" possibilita um ajuste em tempo e ambiente de execução a este sensor)
Note que foi usado o PINO 4 no arduino, caso você queira ler tons de cor que variam de preto a branco você deve usar um pino PWM do arduino, pois neste caso demostrado o sensor só retorna ou preto ou branco.

Código
int ledPin = 13; // Led interno do Arduino
int sigPin = 4; // Para o sinal do sensor
int valor = 0; // Guardar o valor retornado
 
void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ledPin, OUTPUT); // Led do arduino como saida
  pinMode(sigPin, INPUT); // Pino do sinal como entrada
}
 
void loop(){
  valor = digitalRead(sigPin); // Ler o sensor

  if (valor == HIGH) { // Se HIGH, superficie preta
    digitalWrite(ledPin, HIGH); // Acender o led
    Serial.write("Preto"); // Escrever no console
  } else { // Senão, superficie branca
    digitalWrite(ledPin, LOW); // Apagar o led
    Serial.write("Branco"); // Escrever no console
  }
}

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