Sensore agli infrarossi TCRT5000

Il TCRT5000 e il TCRT5000L sono sensori riflettenti che includono un emettitore a infrarossi e un foto-transistor in un contenitore plastico con riparo che blocca la luce.
Il TCRT5000L è la versione con terminali lunghi.

Le principali caratteristiche sono:
• Tipo di confezione: con riparo
• Tipo di rilevatore: foto-transistor
• Dimensioni (L x P x A in mm): 10,2 x 5,8 x 7
• Corrente di uscita tipica sotto test: IC = 1 mA
• Filtro di blocco della luce diurna
• Lunghezza d’onda dell’emettitore: 950 nm
• Rilevamento di materiale riflettente come carta, tessere IBM, nastri magnetici ecc.
• Finecorsa per movimenti meccanici in VCR
• Uso generale – ovunque lo spazio sia limitato

Il datasheet completo è scaricabile da qui.

FUNZIONAMENTO:

Il diodo led infrarosso emette luce, se viene riflessa da un oggetto il Foto-transistor viene messo in conduzione.

Caso A: La luce emessa dal diodo Led Infrarosso non incontra nessun ostacolo.

Caso B: La luce emessa dal diodo Led Infrarosso viene assorbita dall’ostacolo (superficie scura), il risultato sarà simile al Caso A.

Caso C: La luce emessa dal diodo Led Infrarosso viene riflessa dalla superficie dell’ostacolo (Superficie chiara o a specchio), il foto-transistor viene polarizzato in maniera proporzionale alla luce riflessa.

La distanza di lavoro ottimale tra il sensore e la superficie, come si legge nel datasheet è di circa 8 mm

Attenzione a non mandare in contatto la superficie riflettente al sensore perché il contenitore plastico, che supporta il Led Infrarossi ed il foto-transistor, ha una piccola parete, questo serve ad evitare che la luce del Led vada direttamente nel foto-transistor. Se mandate in contatto la superficie riflettente a questa paretina di plastica, la luce riflessa non sarà visibile al foto-transistor!

Utilizzo del TCRT5000 con Arduino

Possiamo trovare il TCRT5000 già montato su un circuito stampato e corredato di tutta l’elettronica necessaria al suo funzionamento.

Una delle versioni più comuni è questa:

Le caratteristiche tecniche sono:
• Tensione di lavoro: DC 3.3V – 5V.
• Corrente di lavoro: ≥ 20mA.
• Temperatura di esercizio: -10ºC fino +50ºC.
• Distanza di rilevamento: 0,2mm – 15mm.
• Trimmer di regolazione sensibilità rilevamento (per l’uscita digitale livello TTL)
• Uscita digitale livello TTL (BASSO (=0V) con ostacolo, o ALTO (=VCC) senza ostacolo).
• Uscita analogica (il livello di uscita analogico varia, oltre che alla distanza, anche in base al livello di VCC con il quale si alimenta il modulo)
• Utilizza circuito integrato LM393.
• Angolo effettivo 35º.
• LED di accensione modulo.
• LED di rilevamento ostacolo.
• Connessioni: VCC, GND, DO (uscita digitale), AO (uscita analogica).
• Dimensioni: 37mm. x 12mm. x 6mm.
• Peso 3g.

L’uso con Arduino risulta molto semplice e le applicazioni più comuni sono: sensori di finecorsa, o sensori di line follower per i robot.

Uno schema per testare il TCRT5000 con Arduino è il seguente:

Lo sketch da caricare nel nostro Arduino è :

#define pinIRanalogico A0
#define pinIRdigitale 2
#define pinLED 13

int ValoreAnalogico;
boolean ValoreDigitale;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(pinIRdigitale, INPUT);
  pinMode(pinLED, OUTPUT);
}

void loop()
{
  ValoreAnalogico = analogRead(pinIRanalogico);
  ValoreDigitale = digitalRead(pinIRdigitale);

  Serial.print("Valore Analogico = ");
  Serial.print(ValoreAnalogico);
  Serial.print("\t Valore Digitale = ");
  Serial.println(ValoreDigitale);
  delay(500);
}

Carichiamolo sulla nostra scheda ed apriamo il monitor seriale con il tasto

ed impostiamo la velocità di comunicazione a 9600 baud.

Il risultato sarà simile al seguente:

L’Arduino fa una lettura sul pin analogico A0 e sul pin digitale 2 e invia i dati sulla seriale.

I valori in uscita dal pin analogico (AO) del sensore, saranno influenzati sia dalla distanza del sensore dalla superficie riflettente, che dalla tensione di alimentazione del sensore, infatti lo potremo alimentare sia a 5V che a 3,3V (per esempio se utilizziamo con un Arduino Due).

Per quanto riguarda l’uscita digitale (DO) potremo decidere il valore di soglia per la commutazione con il trimmer posto sulla scheda del sensore.
In uscita leggeremo un valore basso (0) quando il foto-transistor vede il riflesso del Led infrarossi (Caso C dell’immagine all’inizio dell’articolo).
In uscita leggeremo un valore alto (1) quando il foto-transistor non vede il riflesso del Led Infrarossi (Caso A o B dell’immagine all’inizio dell’articolo).