Arduino Tutorial 15: Sensore a Forcella

I sensori a forcella appartengono al gruppo dei sensori di posizione.   
Possono essere utilizzati per esempio come encoder per rilevare quante rotazione compie una ruota e risalendo tramite il suo diametro alla lunghezza del percorso compiuto.
Quando il fascio luminoso emesso dal LED IR è bloccato a causa di alternanza slot del livello logico disco encoder dei cambiamenti fotodiodo. Questo cambiamento nel livello di logica può essere percepito dal microcontrollore.

Questo tipo di sensore si compone di LED IR e un fototransistor montato uno di fronte all'altro racchiusi in un contenitore plastico, viene usato un fascio di raggi infrarossi, in quanto questa radiazione difficilmente si confonde con i disturbi generati da fonti luminose ambientali.

Il LED IR è un diodo ad emissione luminosa (acronimo inglese di Light Emitting Diode) in pratica è un dispositivo optoelettronico che sfrutta le proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni attraverso il fenomeno dell'emissione spontanea ovvero a partire dalla ricombinazione di coppie elettrone-lacuna.   In questo caso l'emissione avviene nel campo delle radiazioni infrarosse.   Nel sensore EE-SX129 il picco è a 920 nm.

Un fototransistor in sostanza è un transistor a giunzione bipolare realizzato in modo che la luce possa raggiungere la giunzione del collettore di base.
l fototransistor hanno prestazioni simili a quelle di un fotodiodo, ma con una sensibilità alla luce molto maggiore, grazie al fatto che gli elettroni che sono generati dai fotoni nella giunzione del collettore di base sono iniettati nella base e la corrente così prodotta viene successivamente amplificata dalle funzioni del transistor. Per contro un fototransistor ha una risposta nel tempo molto meno rapida del fotodiodo.

Elenco dei componenti

R1 330Ώ ¼W
R2 47kΏ ¼W
Sensore a forcella
JP1
Jumper
Connettore maschio 4 pin polarizzato

Schema

Realizzazione

Per la costruzione della scheda si procederà alla realizzazione del circuito stampato con il metodo della fotoincisione o del trasferimento termico.

Si passerà quindi alla foratura e al successivo posizionamento e saldatura dei componenti seguendo il layout visibile sotto.

Adesso che il circuito è pronto non ci resta che caricare lo sketch.

Sketch

/*
 Test_sensore_forcella.pde
 Il programma permette il test di un sensore a forcella
 composto da un'emettitore IR e un ricevitore IR montati
 nello stesso involucro.In questo esempio l'emettitore
 e sempre attivo. 
 Il funzionamento è mostrato con l'accensione del led montato
 sulla scheda quando il raggio è interrotto.    Viene anche trasmesso
 al PC lo stato del sensore visibile nella finestra monitor.
 
 Vengono utilizzati i seguenti pin
 Pin +5V         -> Alimentazione
 Pin GND         -> Alimentazione
 Pin Digital 2   -> Connesso al ricevitore IR
 Pin Digital 13  -> Led su scheda
 */

//Definizione dei pin utilizzati
#define SENSORE_PIN 2
#define LED_PIN 13 

//Tipo di sensore utilizzato?
//#define INVERTED 1
#define INVERTED 0

void setup()
{
  pinMode(SENSORE_PIN, INPUT);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);  
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Inizio lettura sensore.");
}

void loop()
{
  if (digitalRead(SENSORE_PIN))
  {
    if (INVERTED)
    {
      Serial.println("Aperto.");
      digitalWrite(LED_PIN, LOW);
    }
    else
      Serial.println("Chiuso");
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH); //Accensione led
  }
  else
  {
    if (INVERTED)
    {
      Serial.println("Chiuso");
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH); //Accensione led
    }
    else
      Serial.println("Aperto");
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  }
  delay(200);
}

Se avete dei problemi a far funzionare il circuito commentate o scrivete sul forum.