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無線部ログ

2010/07/07(水) フォトマイクロセンサについて

2010/07/07 19:54 H20 過去の資料javatea

フォトマイクロセンサとは

フォトマイクロセンサとは、赤外線LEDとフォトトランジスタが合体した部品のことです。

中の回路図はこんな風になっています。
photomicrosensor.png
赤外線LEDから光が照射され、物体に当たると光が跳ね返ってきます。
その跳ね返ってきた光をフォトトランジスタ*1で受光すると、電流が流れます。
より白い物体の方がより光を反射し、高い電圧が流れるため、白線を検出できるという仕掛けです。

*1 : 光を受けると電流が流れるトランジスタ

データシートを見てみる

今回はRPR-220というフォトマイクロセンサを使ってみようと思います。

まずデータシートを見ると、回路図がこんな感じであることがわかります。
rpr220_schematic.png
裏から見た図(足が出てるほう)であることに注意してください。

次に、データシートの絶対最大定格*2のところを見て、ダイオードの電流が50mAコレクタ電流が30mAというのを守らなければならないんだなーふんふんってわかります。

*2 : これを超えたら壊れちゃうよって値

回路

以上を踏まえて、白線を認識するために以下のような回路が考えられます。
rpr220_schematic_example.PNG

赤外線LED側の説明

回路図左の赤外線LED側の回路を見てみましょう。

電源電圧である3.3Vに330Ωの抵抗を介せばオームの法則で
(電源電圧−LEDの順方向電圧降下)/制限抵抗
=(3.3V-1.34V)/330Ω ≒ 6mA
となってダイオードの最大電流が50mAが余裕もって守れていいんじゃないかなって感じです。

フォトトランジスタ側の説明

次に回路図右のフォトトランジスタ側です。
とりあえずトランジスタの負荷抵抗として1kΩをつけています。すると
3.3V/1000Ω=3.3mA
となり、コレクタに最大でも3.3mAしか流れないので、最大定格のコレクタ電流30mAを守ることができます。

また、その後ろの可変抵抗は感度調節のために取り付けました。
赤外線LEDの反射光はかなり弱く、明るかったり暗かったりなどの外乱にかなり左右されるため、フォトトランジスタの感度は調節できるようにしておいた方がよいためです。
理屈としてはトランジスタは負荷抵抗を大きくするとより少ない電流(フォトトランジスタの場合はより弱い光)で飽和するようになるため、この可変抵抗で感度調節ができるというわけです。

私自身この辺の理解が浅いのですが、このサイトこのへんの記事を見るとなんとなくわかったような気になれます。
この記事の記述に間違いがあったら、書き直すか知らせてください(^^;

値を見てみる

ブレッドボード上で回路を組んで値を見てましょう。
100707-190445.jpg

手前の抵抗が330Ω、奥の抵抗が1kΩです。
可変抵抗は真ん中が1kに繋がってて、両端の片方がフォトトランジスタのエミッタ及びVoutにつながってます。
また、赤い線がVcc、青い線がGNDです。白い線がVoutなのでAD変換のポートに繋いでください。

フォトマイクロセンサに白い紙を値を近づけてみたり、可変抵抗をくるくる回してみたりして、ああー値とか感度とか変わってんなーって確認してみてください。


…やっぱりすごく適当な感じになってしまいましたねえ。
とりあえず以上です。わかりにくいところ、間違い等あったら書き直そうと思うのでほにゃららら

1: 馬 馬子 2017年08月14日(月) 午後9時17分

とってもわかりやすいですよ〜!!


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