ROBOTS-sensor IR

DETECTOR DE EMISOR DE INFRARROJOS

El circuito detector de emisiones Infrarrojas es muy útil si se piensa desarrollar un robot seguidor de líneas, o un robot con capacidad de detección de obstáculos. El par que compone el sensor detector de infrarrojos son relativamente fáciles para implementar, aunque implica algún nivel de pruebas y calibración para lograr su correcto funcionamiento. Estos pueden ser usados como sensores para la detección de obstáculo, la detección de movimiento, codificadores, y detectores de color tal como se usa en los seguidores de línea.

CIRCUITO BASICO SENSOR DE EMISORES INFRAROJOS.

R1 es para limitar la corriente de consumo del led L1 y evitar que se queme. Verificar las especificaciones de máxima potencia en la hoja técnica del led. La manera de escoger el valor correcto de R1 es que: Vcc^2/R1 < especif. de potencia, o solamente usar un valor estimado de R1 = 120 ohmios. Tomar en cuenta que al limitar en exceso la corriente del led, estamos limitando el alcance de su emisión, por lo que lo básico en este punto es poner un valor de resistencia suficiente para que no se queme el led por exceso de circulación corriente.

R2 deberá ser de mayor valor que la resistencia máxima del detector T1, para esto se medirá la resistencia del detector (color negro) cuando este se encuentre en una área oscura y luego se escogerá el siguiente valor de resistencia (mayor) para R2. Esto quiere decir que el nivel de Vout (voltaje de salida) estará cerca del cero cuando no hay ninguna señal. Otros métodos son usar R2 = 11 k, también se puede usar un potenciómetro de 20 k en serie con una resistencia de 100 ohm, para la calibración de un circuito seguidor de línea blanca.

CIRCUITO AMPLIFICADOR DE SEÑAL DE DETECTOR I.R.

R1 = 150 ohms (calcularlo como se indico anteriormente)

R2 = 220 K (calcularlo como se indico, o usar un Pot. para circuitos seguidores de línea blanca)
R3 = 4.7 K.

R4 = 10 K.

OP1 = Amplificador Operacional LM358.

Vcc = +5 Volts.

NOTA:

R3 y R4 determinan erl factor de amplificación del Op Amp:

Ganancia= 1 + R4/R3.

La ganancia apropiada se puede determinar energizando el circuito y midiendo el voltaje que entra en el Op Amp y conociendo el valor de umbral necesario en Vout:

Vout = (1 + R4/R3)

Vin se usa solamente en las relaciones que usan los valores de Vout y Vin.

NOTAS ADICIONALES.

El Led y el detector tienen ángulos muy estrechos de emisión y de detección, esto hace que la forma de colocarlos sea muy importante. Colocar el led y el detector a una distancia de 1/8 o a un 1/4 de pulgada como máximo lo mas cerca posible, ambos paralelos y casi tocándose.

Muchos objetos son opacos a la luz visible (esto quiere decir que la luz no pasa por ellos, como el plástico negro, la madera, el metal), pero son transparentes a la luz infrarroja IR. El plástico negro es un buen ejemplo. Muchos tipos de plástico negro son transparentes a la luz IR, y por lo tanto no son un buen material de protección. La hoja de aluminio cubierta con cinta eléctrica es un buen material de protección.

La mayor parte de las cámaras de vídeo pueden ver la luz IR. Esto es realmente útil, ya que se puede apuntar la cámara de vídeo al robot, y ver la luz IR emitida. Muchos emisores son tan fuertes que si en un cuarto se apunta el robot a una pared blanca, y se apagan todas las otras luces, se puede ver como la luz IR del robot es proyectada en la pared. Esto es una buena ayuda para descarte de fallas.

Otra forma de detección de fallas es una tarjeta de detección IR que está disponible en Radio Shack y otros sitios. Esta pequeña tarjeta tiene un material que cambia la longitud de onda de luz IR en algo visible. Cuando la IR golpea esta tarjeta, hace que la tarjeta se ilumine y brille.

A menudo la gente no puede recordar si el led negro o el claro es el emisor o el detector. La forma más fácil de recordar es aprender lo siguiente: los colores oscuros absorben más luz que los claros, entonces el led oscuro es el detector. Esto es algo universal, aunque se debe tener especial cuidado con algunos componentes especiales, como por ejemplo un emisor azul y el detector claro vendidos por Radio Shack. El modo más fácil y seguro de definirlos es apuntar una cámara digital hacia ellos, ya que la mayor parte de las cámaras pueden ver la luz IR.

Si se piensa desarrollar un robot para trabajar en ambientes abiertos, se deberá asegurarse que la luz del sol no interfiere con las lecturas del sensor. La regla básica general para proteger el sensor de la luz del sol es: si no se ve ninguna diferencia en la lectura de los datos del sensor dentro o fuera, la protección solar es bastante eficaz. También se pueden usar los frascos de los rollos de fotografía o la cinta eléctrica. Modulando la señal del emisor (como en los controles remotos) también reduce la interferencia externa.

Dependiendo del valor de las resistencias, el circuito IR puede ser un detector de color en vez de detector de distancia.