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Sensores infravermelho

O assunto deste post são os sensores infravermelho (IR). É possível construir um ou comprar pronto, e fazer vários projetos de eletrônica e robótica.

Como funciona?

Um LED emite luz infravermelha, o funcionamento do LED já foi explicado em outro post, o botão abaixo vai acessar o post.

LEDClique aqui

A luz infravermelha é refletida por uma superfície e vai para o receptor sensor.

O receptor é um fototransistor, um transistor bipolar de junção que em vez do terminal base, é encapsulado com um material transparente, permitindo a entrada de luz. A corrente é controlada pela intensidade de luz. No esquemático, o fototransistor é representado com um transistor, porém com duas flechas e sem o terminal de base.

Alguns fototransistores têm um terminal de base para controle do componente.

No fototransistor, as áreas da base e coletor são maiores do que no transistor BJT normal. Quando a luz atinge a base, pares elétron-lacuna são gerados na junção base-coletor, se movem pelo campo elétrico entre o coletor e o emissor, criando uma corrente de base. No NPN, o coletor é positivo em relação ao emissor, no caso do PNP, é negativo em relação ao emissor.

O material mais usado é o arseneto de gálio (GaAs) dopado. Em fototransistores com estrutura heterojunção, como na figura abaixo, o material para o emissor é arseneto de gálio e alumínio (AlGaAs).

Construindo o sensor

Os componentes para montar um sensor infravermelho (IR) são: 1 LED IR, 1 fototransistor e 2 resistores: um de 10 kΩ e outro de 330 Ω.

Este é o esquemático.

Este é o sensor montado em protoboard. O fototransistor é o transparente, a parte achatada deve ficar ligada ao resistor.

E montado em placa de circuito impresso.

O circuito abaixo faz a comutação do relé quando o sensor IR detecta algum objeto. O MOSFET (transistor de efeito de campo) usado é o IRF840 e o relé é o Metaltex AT1RC1 6VDC.

O circuito montado em placa de circuito impresso, o fototransistor e o LED IR estão do outro lado.

Sensores infravermelho comerciais

Em vez de usar um LED IR e um fototransistor individualmente, pode utilizar um sensor infravermelho refletivo como o TCRT5000.

Este é outro sensor IR comercial detector de obstáculos, foi feito para ser ligado ao Arduino. Acende um LED atrás quando detecta um objeto à frente.

Este sensor tem um parafuso atrás para ajustar a distância de detecção.

O sensor conectado ao Arduino. O fio branco é a entrada de dados do sensor e está no pino digital 7.

O algoritmo de teste não tem nada de novo.

Quando não há um obstáculo presente, aparece “1” na tela serial. Quando detecta um obstáculo, a tela mostra “0” e o LED atrás acende. Outros módulos IR funcionam de forma semelhante.

 

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