Сборка и монтаж электронных устройств

Автор: Аркадий Медведев

Радиолюбителям. Схемы для дома

Автор: Андрей Кашкаров

Аналоговый датчик линии

Технические характеристики:

Напряжение питания от 3 В до 5 В

Максимальный потребляемый ток    менее 10 мА

Порядок подготовки устройства к работе

Проверим, как наш датчик реагирует на положение относительно границы черного и белого поля.Для примера рассмотрим плату расширения. Датчик подключается к группе контактов одного из аналоговых пинов. В нашем примере это пин A0.

Схема

Элементы платы:

Контакты подключения 3-проводного шлейфа

Датчик подключается к управляющей электронике по трём проводам. Назначение контактов 3-проводного шлейфа:

Питание (V) — красный провод. На него должно подаваться напряжение 5 В (или 3,3 В).

Земля (G) — чёрный провод. Должен быть соединён с землёй микроконтроллера.

Оптопара TCRT5000

Оптопара TCRT5000 — это собранные в одном корпусе светодиод (синий на рисунке) и фототранзистор n-p-n типа (чёрный на рисунке). Светодиод излучает в инфракрасном диапазоне на длине волны 950 нм. Свет отражается от поверхности и попадает на фототранзистор. Чем светлее поверхность, тем больше отражается света, чем темнее — тем меньше.

Чем больше световой поток, падающий на фототранзистор, тем меньше электрическое сопротивление между его коллектором и эмиттером. В схеме датчика фототранзистор смонтирован в нижнем плече делителя напряжения. Аналоговый сигнал считывается со средней точки делителя, расположенной между резисторами и коллектором фототранзистора (см. схему ниже).

Когда датчик находится над светлой поверхностью, сопротивление фототранзистора уменьшается, и выходное напряжение (аналоговый сигнал) тоже уменьшается. Когда поверхность тёмная и отражает мало света, увеличивается сопротивление на фототранзисторе и растет напряжение в нижнем плече делителя.

Перечень элементов:

Переменный резистор

Если повернуть ручку резистора до упора по часовой стрелке (минимальное сопротивление), то датчик будет воспринимать границу между черной и белой поверхностями как размытую. Если повернуть ручку до упора против часовой стрелки (максимальное сопротивление), то для датчика граница станет резче.

Сигнальный светодиод

Сигнальный светодиод загорается, когда датчик находится над светлой (по его мнению) поверхностью. Наличие диода позволяет более точно откалибровать датчик. Оттенок серого, над которым он загорается в зависимости от настройки, можно считать реперной точкой.