viernes, 27 de junio de 2008

Sensor Infrarrojo: Controlando un Motor

SENSOR INFRARROJO

TRANSMISOR Y RECEPTOR

Diodo LED

Un diodo es un dispositivo electrónico provisto de dos electrodos, cátodo y ánodo, que tiene la propiedad de ser conductor en el sentido cátodo-ánodo, pero no en el inverso. El LED (del inglés Light EDiode), es un diodo capaz de emitir luz al ser polarizado en el sentido directo. Produce una luz monocromática, tiene un bajo consumo y es muy empleado como elemento de señalización en aparatos y circuitos electrónicos.


El LED debe conectarse siempre respetando su polaridad, de lo contrario, no se ilumina. Dado que el LED es muy pequeño, se señalan el ánodo y el cátodo por la longitud de las patas.

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La pata larga (A) corresponde al ánodo al que se conecta el polo (+) y la pata corta (C) corresponde al cátodo al que se conecta el polo (-).

Los colores de las cápsulas del LED pueden ser: rojo, amarillo o verde y los diámetros más usuales son 5 y 3 mm.

LED de infrarrojos (IRLED)

El diodo IRLED (del inglés lnfrared Light Emitting Diode), es un emisor de rayos infrarrojos que son una radiación electromagnética situada en el espectro electromagnético, en el intervalo que va desde la luz visible a las microondas.


Estos diodos se diferencian de los LED por el color de la cápsula que los envuelve que es de color azul o gris. El diámetro de ésta es generalmente de 5 mm.

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Los rayos infrarrojos se caracterizan por ser portadores de calor radiante. Estos rayos son producidos en mayor o menor intensidad por cualquier objeto a temperatura superior al cero absoluto.

Fototransistor

El fototransistor es un fotodetector que trabaja como un transistor clásico, pero normalmente no tiene conexión base.

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En estos transistores la base está reemplazada por un cristal fotosensible que cuando recibe luz, produce una corriente y desbloquea el transistor.

En el fototransistor la corriente circula sólo en un sentido y el bloqueo del transistor depende de la luz; cuanta más luz hay más conduce.

El principio del fototransistor es aparentemente el mismo que el del transistor clásico. Pero si observamos el componente se ve que sólo posee dos patas, un emisor y un colector, pero le falta la base.

La base de hecho es sustituida por una capa de silicio fotosensible. Si esta capa está iluminada aparece en la base una corriente que crece con la luz, lo que pone en marcha al transistor.

El fototransistor reacciona con la luz visible y también con los rayos infrarrojos que son invisibles. Para distinguirlo del LED su cápsula es transparente.

En el fototransistor, al igual que en los LED, la polaridad viene dada por la longitud de sus patas pero con una diferencia muy importante; en el fototransistor la pata larga es el negativo (-), al revés que en los LED, que es el positivo (+).

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Fototransistor NTE3120

Sensores reflexivos

Este tipo de sensor presenta una cara frontal en la que encontramos tanto al LED como al fototransistor. Debido a esta configuración el sistema tiene que medir la radiación proveniente del reflejo de la luz emitida por el LED.

Se tiene que tener presente que esta configuración es sensible a la luma del ambiente perjudicando las medidas, pueden dar lugar a errores, es necesario la incorporación de circuitos de filtrado en términos de longitud de onda, así pues será importante que trabajen en ambientes de luz controlada. Otro aspecto a tener en cuenta es el coeficiente de reflectividadsensor será diferente según el tipo de superficie. del objeto, el funcionamiento del

¿Qué aplicaciones tiene un sensor Infrarrojo?

Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

Este componente puede tener la apariencia de un LED normal, la diferencia radica en que la luz emitida por el no es visible para el ojo humano, únicamente puede ser percibida por otros dispositivos electrónicos.

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PRÁCTICA

En este proyecto, construiremos un interruptor infrarrojo, el cual nos permite encender alguna aplicación, en este caso un motor, usaremos un emisor y un receptor infrarrojo. La idea es que entre estos dos elementos existe un haz de luz invisible, el cual al ser interrumpido por el objeto, permite que el circuito receptor genere una señal que pueda ser útil para otro circuito. El interruptor esta compuesto por dos módulos, uno corresponde al circuito transmisor y el otro al receptor. El alcance puede ser de aprox. 30 centímetros.

TRANSMISOR:

En la siguiente figura 1 se muestra el esquema del transmisor.

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El primero, construido en un circuito impreso independiente, sacado de la pagina de R-Luis, es un oscilador basado en un circuito integrado 555, el cual genera una onda cuadrada cuya frecuencia puede ser cambiada por el potenciómetro VR1 la cual varia entre un rango de 36 a 40 kHz (dependiendo del receptor utilizado). Reduciendo el valor de R2 aumenta la intensidad de emisión y así su alcance. El transistor Q1 puede ser un 2N2222 o 2N2219, este amplifica la corriente para el LED IR. La onda es aplicada al LED IR, de tal forma que la luz emitida por el mismo es de naturaleza intermitente lo que permite utilizar una resistencia muy baja para su polarización (R3). Los LED’s infrarrojos emiten un haz de luz invisible para el ojo humano.

Emisor Apagado
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Emisor Encendido
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Circuito vista "real"
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Circuito Impreso
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Nota: Este circuito impreso contiene 2 resistencias de 10 ohms en vez de 1 porque en ese momento no tenia una de 20, de todos modos el archivo .pcb se encuentra en descarga directa en el blog por si tienen deseos de modificar este circuito.

Fotografías












Receptor:

En la figura 2 se muestra el diagrama en bloques del receptor:

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Figura 2

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Este receptor viene de un Seguidor de Líneas, hice unas “modificaciones” y quedo como un receptor infrarrojo. La Etapa amplificadora la realizo Nestor Alejandro de Robots Peru, en donde simplemente consta de dos transistores 2n2222 que amplifican la señal recibida del fototransistor luego pasa por un schmitt trigger (74LS14 o pueden usar CD40106) que arregla y mejora la señal; además de ser inversora es un disparador schmitt trigger que mediante la entrada de un voltaje entre el rango de 0V a 5V este convierte esta señal en una señal digital pura.

Luego viene la etapa que controla el encendido o apagado del motor;

Debido a que el transmisor manda una señal constantemente pasa lo siguiente.

El rayo incide en el fototransitor se amplifica la señal y el schmitt trigger arregla la señal y la niega con lo cual no conduce una corriente por Q2 (que puede ir polarizado a masa por medio de una resistencia de 10 KΩ) y a la vez Q3 no se activa y por medio de R4 el transistor Q4 se polariza y el motor se activa. Ahora suponiendo que no se recibe la señal del transmisor, el Schmitt Trigger invierte la señal (a 1 lógico) entonces Q2 se polariza y Q3 invierte la señal y el transistor Q4 se desactiva deteniendo el motor.

Circuito vista Real
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Nota: CN3 Y CN4 es un alambre (un puente)
OJO:

Q1 y Q4 tendrán que “darle vuelta” su posición no es como se muestra en la imagen ver fotos.*

Circuito Impreso

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Fotografias












*Foto de los transistores Q1 y Q4 que deberán cambiar






+++ Ver Documentacion Online +++

+++ Descargar Documentacion ++
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+++ Video +++



Agradecimientos a las siguientes paginas:


R-luis
Robots Peru
X-robotics
Profes.net
Cosas de Mecatronica



37 Comentários:

Tai_ dijo...

Este blog esta buenisimo!! Yo estudio ing electrónica y voy por circuitos digitales 1 y veo que explican muy bien y con practicas interesantes. Sigan asi!! =)

Anónimo dijo...

espero en dios que me puedas contestar. mi nombre es willy y soy un estudiante de telematica. y estoy trabajando con este circuito pero tengo un problema con ese photo transcistor que no encuentro en parte me gustaria sabersi lo puedo reemplazar con otro tipo de phototranscistor y por cual? gracias

OptimusTronic dijo...

buen dia anonimo

no importa que fototransistor compres, yo utilice este por la burbujita que tiene eso hace mas estable la recepcion de la señal por motivos opticos.

hay otros que parecen LEDs que tambien puedes usar, simplemente pregunta en la electronica de conveniencia por fototransistores. si quieres especificos en el siguiente link puedes checarlos:
http://www.nteinc.com/Web_pgs/phototransdet.html

saludos.

Anónimo dijo...

no jodan marikos ya conecte todo bien asta fui con un especialista y no me funka esa vaina :(

Anónimo dijo...

AYUDA¡¡¡¡¡¡¡SEAN MAS EXPLISITO PLISS

CHAO XD

OptimusTronic dijo...

cual es problema?

Militar Azteca dijo...

hola, una pregunta, tengo un problema con el circuito, que es eso de invertir Q1 y Q4? y ya termine el circuito pero no me anda... aparentemente no se hace bien la parte de amplificar la señal..

OptimusTronic dijo...

mmmm.... que extraño MilitarAzteca, a lo que me refiero, es a lo siguiente, checa la imagen "circuito vista real" si notas Q1 y Q4 estan de una forma pero en la fotografia (los transistores en cuadrito rojo) hay que colocarlos al reves por asi decirlo, en otras palabras esos dos transistores van como esta en la fotografia, colocalos asi.

Saludos.

OptimusTronic dijo...

a los que armen este circuito, en el transmisor no habra problema, ¿porque? con una camara fotografica o una camara de telefono celular pueden ver si encendio el LED infrarrojo, si no encendio es que lo armaron mal.

OptimusTronic dijo...

el problema puede surgir en el receptor.

1. Compren un fototransistor con "chibolita" grande, de manera que haya más posibilidad de captar el infrarrojo. NTE3120.

2. no olviden alimentar a 5 voltios al 74ls14 (por sus patitas de alimentacion) chequen la HOJA DE DATOS.

3. Igualmente en los transistores antes de soldar CHEQUEN LAS HOJAS DE DATOS no se confien solo en armarlo y ya, coloque fotografias pero aún asi hay personas que se pierden, si eres uno de ellos no hay problema, deja un mensaje por aka pero CHEQUEN LAS HOJAS DE DATOS de los transistores.

SAludos.

Anónimo dijo...

hola. tengo un celular que se le rompio el circuito de infrarrojo. quisiera saber si puedo conectar este circuito impreso via USB con mi celular para trasferir archivos con otro cel

Anónimo dijo...

oye estoy armando este circuito como trabajo escolar, el emisor me funciona perfecto, pero no entiendo porque el receptor no funciona, alguna sugerancia?? ya hice lo que dices como recomendaciones y aun asi no funciona, porfavor ayudame porque la verdad este trabajo esta uy interesante.

Anónimo dijo...

una pregunta cuales son las patitas del integrado 74ls14 que se conectan

Anónimo dijo...

Optimus, ¿este proyecto puede servir para transmitir señales o se requiere de alguna adaptación? ¿qué alcance tiene el transmisor? Buen sitio, voy a implementarlo y te hago saber mis impresiones. Suerte

EG

Anónimo dijo...

hola mi nombre es pablo, ya compre todos los materiales para armar el circuito, tengo una duda si... lo que yo quiero hacer, es mover un servomotor, entonces me gustaria saber si podre hacerlo? ya que necesito 5v y el motor que mueven en el circuito es de 3,3v. porfavor respondanme
desde ya muchas gracias por su tiempo y disposición.

Anónimo dijo...

si podes hacerlo colocando un transistor de potencia como interruptor conectectando esos 3,3 v a la base del transistor y luego conectas los 5 volts a las otras patas y listo .

Parker. dijo...

Hola que tal! Soy estudiante de informatica y estoy haciendo un proyecto similar al tuyo pero tengo algunas dudas y contratiempos...

Serias tan amable de brindarme tu ayuda, te lo agradeceria infinitamente!

parker_1978@yahoo.com.mx

Anónimo dijo...

Que tal me llamo Jarol...soy estudiante de electronica... solo te tengo 2 preguntas: ¿en realidad funciona ese proyecto? por que quiero hacer uno igual a ese pero como si fuera un carro de control remoto, me explico...
si me podrias dar una ayuda o ideas para agregarle al carro te lo agradeceria mucho porfavor respondeme a
stivie_herrera@hotmail.com

Anónimo dijo...

EXXXXXCELENTE...MUY BUENO..NO TENGO MAS PARA DECIR....
TATO.

elin dijo...

hey esta jevi tu proyecto intentare aserlo nmme encanto talves me puedes ayudar

Anónimo dijo...

no me funciona el receptor arreglenlo

Anónimo dijo...

que cosa es CN2 en el transmisor?

ps:porfa respondan

Anónimo dijo...

respondaaaaaaaan diganme que es CN2 en el transmisooooooo0ooooooooooorrrrrr porfaaaaaaaa

Anónimo dijo...

hola, soy estudiate de electronica, este proyecto esta muy bueno pero tengo 2 problemas:
1- en el circuito emisor hay un componente celeste. SN550 QUIEOR SABER Q ES, POR NO FIGURA EN LA LISTA.
2- TENGOR PROBLEMAS EN CONSEGUIR EL FOTOTRANSISTO NTE3120, Y SI ALGUEIN ME PUEDE AYUDAR DE FORMA EXPLISITA PARA PODER PONER UN SIMILAR Y ENCONTRARLO POR UN CODIGO SIMILAR. GRASIAS ESPERO ME PUEDAN AYUDAR.

omar dijo...

Hola mi nombre es Omar, ya arme los circuitos en una misma protoboard que tiene el regulador LM7805, el voltaje del circuito, para mover el motor es de 1.63 v lo mismo que el archivo simulado, no alcanza a mover un servomotor truncado que tengo conectado. Alguien dijo que conectarle un transistor de potencia que los 1.63 a la base y 5v a las otras dos patas y lo hice como también los 1.63 a la base el emisor a los 5v y el colector al motor este funciona pero queda directo, yo le coloque el TIP120.
-Puedo armar los dos circuitos en la misma protoboard?
-Para que es el interruptor en el circuito emisor?
desde ya muchas gracias por su tiempo y disposición.

Anónimo dijo...

Hola amigo disculpa a que te refieres que cambiar sos transistores porque ya probe tu circuito solamente en el PCB si funciona pero ya porvandolo no me podrias decir
porque yo creo qu ese es el problema porque no especificaste por cuales transistores hay que cambiar gracias.

Anónimo dijo...

anonima dijo....
sos re copadp..copate

Anónimo dijo...

Yo lo arme en la proto y no me funcionooo quisiera saber si lo armast como dices xq compre todo el material excepto el fototransistor lo cambie por los q son tipo led pero nada mas no y revise todas las hojas de especificaciones x cierto tengo duda colocas borneras para dos conexiones pero no entiendo para q unas son para la fuente pero las otras??? espero m puedas responder

Anónimo dijo...

Alguien puede ayudarme con el circuito lo arme pero el motor siempre trabaja , y esa parte de voltear q1 y q4, q4 cambia emisor por colector

Anónimo dijo...

Este blog esta excelente. Tiene muy buenos proyectos. Sigue asi||| G

Anónimo dijo...

disculpa son con fuentes independientes

Anónimo dijo...

son con fuentes independientes o no respónde
xfa

Anónimo dijo...

hola, estoy realizando una barrera para un proyecto que estoy realizando, no se mucho de electronica, pero he mirado mucho internet y ahi se hace algo. yo realice el cto del emisor que en esta pagina se encuentra, pero el receptor es diferente, este lo realice con el receptor infrarojo GP1uU81R. mi pregunta es porque el receptor me da una señal intermitente, esta averiado? o es asi? necesito que la señal no se asi, me gustaria que me colaboraran. gracias.

Anónimo dijo...

hola a toooss mi nombre es frank pensando en un proyeto ninca antes visto

y este proyecto me acaba de dar una idea jjejej jajajaja

he pensado hacer una puerta con seguro por dentro

cual unica forma de abrirla es con un lasser
k tiene una frecuencia particular como seguridad jjejejejeje

ya tenia 12 dias pensando en un pryecto original

jejeje todos mis compañeros van a hacer proyectos de reloj u sensores de luz y tantas vainas k ya habíamos realizado jajajaja

grasias me ayudaste indirectamente

Anónimo dijo...

responde po ctm que es cn2 en eltransmisor?

Anónimo dijo...

HOLA. MUY BUENO ESO.. LO KIERO HACER PERO NOSE COMO ES EL CIRCUITO COMPLETO... SI PODES ME PODES MANDAR EL CIRCUITO COMPLETO ??.. TE DEJO MI MSN. AGUXD@HOTMAIL.COM .. GRACIAS..

ESPERO TU RESPUESTA..
SALUDOS.

Anónimo dijo...

Hola..
Mira tengo que hacer un proyecto ..
referente a este tema tu tutorial me gusto mucho
me gustaria saver a cuanto se puede conectar

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