Module QTR-8RC – Réseau de capteurs de réflectance

Module QTR-8RC – Réseau de capteurs de réflectance

mode d’emploi

Le réseau de capteurs de réflectance QTR-8RC est conçu comme un capteur de ligne, mais il peut être utilisé comme un capteur de proximité ou de réflectance à usage général. Le module est un support pratique pour huit paires d’émetteurs et de récepteurs IR (phototransistor) régulièrement espacées à des intervalles de 0,375″ (9,525 mm). Pour utiliser un capteur, vous devez d’abord charger le nœud de sortie en appliquant une tension à sa broche OUT. Vous peut ensuite lire la réflectance en retirant cette tension appliquée de manière externe sur la broche OUT et en chronométrant le temps qu’il faut à la tension de sortie pour décroître en raison du phototransistor intégré. Un temps de décroissance plus court est une indication d’une plus grande réflexion. Cette approche de mesure présente plusieurs avantages, en particulier lorsqu’il est associé à la capacité du module QTR-8RC à éteindre l’alimentation LED :

• Aucun convertisseur analogique-numérique (ADC) n’est requis
• Sensibilité améliorée par rapport à la sortie analogique du diviseur de tension
• La lecture parallèle de plusieurs capteurs est possible avec la plupart des microcontrôleurs
• La lecture parallèle permet une utilisation optimisée de l’option d’activation de l’alimentation LED

Les sorties sont toutes indépendantes, mais les LED sont disposées par paires pour réduire de moitié la consommation de courant. Les LED sont contrôlées par un MOSFET avec une grille normalement tirée vers le haut, ce qui permet d’éteindre les LED en réglant la grille du MOSFET sur une basse tension. Éteindre les LED peut être avantageux pour limiter la consommation d’énergie lorsque les capteurs ne sont pas utilisés ou pour faire varier la luminosité effective des LED via le contrôle PWM.

Ce capteur a été conçu pour être utilisé avec la carte parallèle à la surface à détecter.

Les résistances de limitation de courant LED pour un fonctionnement 5 V sont disposées en deux étages ; cela permet une simple dérivation d’un étage pour permettre un fonctionnement à 3,3 V. Le courant LED est d’environ 20-25 mA, ce qui rend la consommation totale de la carte juste en dessous de 100 mA. Le schéma de principe du module est présenté ci-dessous :

Pour un réseau similaire avec trois capteurs, pensez à notre réseau de capteurs de réflectance QTR-3RC . Les capteurs du QTR-8RC sont également disponibles individuellement en tant que capteur de réflectance QTR-1RC , et le QTR-L-1RC est une alternative conçue pour être utilisée avec la carte perpendiculaire à la surface.

Comparaison de la taille du capteur QTR. Rangée supérieure : QTRX-HD-07, QTR-HD-07 ; rangée du milieu : QTR-3, QTR-1, QTR-L-1 ; rangée du bas : QTR-8.

Interfaçage des sorties QTR-8RC aux lignes d’E/S numériques

Le module QTR-8RC dispose de huit sorties de capteur identiques qui, comme le Parallax QTI, nécessitent une ligne d’E/S numérique capable de conduire la ligne de sortie vers le haut, puis de mesurer le temps nécessaire à la chute de la tension de sortie. La séquence typique de lecture d’un capteur est :

1. Allumez les LED IR (facultatif).
2. Réglez la ligne d’E/S sur une sortie et mettez-la au niveau haut.
3. Attendre au moins 10 s pour que la sortie du capteur augmente.
4. Faites de la ligne d’E/S une entrée (haute impédance).
5. Mesurez le temps de chute de la tension en attendant que la ligne d’E/S baisse.
6. Éteignez les LED IR (facultatif).

Ces étapes peuvent généralement être exécutées en parallèle sur plusieurs lignes d’E/S.

Avec une forte réflectance, le temps de décroissance peut être aussi faible que plusieurs dizaines de microsecondes ; sans réflectance, le temps de décroissance peut aller jusqu’à quelques millisecondes. Le temps exact de la décroissance dépend des caractéristiques de la ligne d’E/S de votre microcontrôleur. Des résultats significatifs peuvent être disponibles en 1 ms dans des cas typiques (c’est-à-dire lorsque vous n’essayez pas de mesurer des différences subtiles dans des scénarios à faible réflectance), permettant un échantillonnage jusqu’à 1 kHz des 8 capteurs. Si l’échantillonnage à basse fréquence est suffisant, des économies d’énergie substantielles peuvent être réalisées en éteignant les LED. Par exemple, si un taux d’échantillonnage de 100 Hz est acceptable, les LED peuvent être éteintes 90 % du temps, ce qui réduit la consommation moyenne de courant de 100 mA à 10 mA.

Notre bibliothèque Pololu AVR fournit des fonctions qui facilitent l’utilisation de ces capteurs avec nos contrôleurs de robots Orangutan ; veuillez consulter la section Capteurs de réflectance QTR de notre référence de commande de bibliothèque pour plus d’informations. Nous avons également une bibliothèque Arduino pour ces capteurs.

Casser le module en deux

Si vous n’avez pas besoin ou ne pouvez pas installer les huit capteurs, vous pouvez séparer deux capteurs et continuer à utiliser les 8 capteurs comme deux modules séparés, comme indiqué ci-dessous. Le PCB peut être marqué des deux côtés le long de la perforation, puis plié jusqu’à ce qu’il se sépare. Chacune des deux pièces résultantes fonctionnera comme un capteur de ligne indépendant.

Composants inclus

Ce module est livré avec une barrette d’en-tête à 25 broches de 0,1″ et une résistance traversante de 100 ohms, comme indiqué ci-dessous.

Vous pouvez casser la bande de tête en morceaux plus petits et les souder sur votre réseau de capteurs de réflectance comme vous le souhaitez, ou vous pouvez souder les fils directement à l’unité ou utiliser une bande de tête à angle droit pour une installation plus compacte. Les broches du module sont disposées de sorte qu’elles soient toutes accessibles à l’aide d’une bande 11×1 ou d’une bande 8×2.

La résistance est nécessaire pour rendre le réseau de deux capteurs fonctionnel après que le réseau de huit capteurs d’origine ait été divisé en deux morceaux. Cette résistance n’est nécessaire qu’une fois la carte cassée.

Soudez la résistance incluse à la pièce du réseau de 2 capteurs comme indiqué pour rendre la pièce séparée fonctionnelle.