سنسورهای نوری

این سنسور ها  از دسته سنسورهای مقاومتی هستند و می توان آنها را مانند سنسورهای تماسی  2 گونه در مدار قرار داد

1)      هنگامی که نور به آنها می تابد خروجی 5 ولت بدهند

2)      هنگامی که نور به آنها نمی تابد خروجی 5 ولت بدهند

در اکثر موارد سنسورهای مقاومتی را به شکل یک مقاومت متغیر نشان می دهند.

[IMG]http://i24.tinypic.com/dw9xlv.jpg[/IMG]

در مدار سمت راست هنگامی که نوری به سنسور نمی تابد ، مقاومت سنسور بسیار بالا است و مانند یک کلید قطع عمل می کند و خروجی تقریباً نزدیک 5 ولت است. اما هنگامیکه نوری به سنسور می تابد مقاومت آن کم شده مانند یک کلید وصل شده عمل می کند و خروجی  نزدیک صفر ولت می شود.

در مدار سمت چپ برعکس حالت قبلی هنگامی که به سنسور نوری نمی تابد مقاومت سنسور بالا بوده و مانند یک کلید قطع عمل می کند . خروجی نزدیک صفر خواهد بود اما هنگامی که به سنسور نور می تابد ، مقاومت سنسور کم شده مانند یک کلید در حالت وصل عمل می کند وخروجی نزدیک صفر می شود.

این مداردارای چند اشکال است

1)      قابل تنظیم  نیست . یعنی نمی توان تعیین کرد که در چه نوری خروجی 5 ولت دهد و در چه نوری خروجی صفر دهد.

2)      خروجی مدار خروجی دیجیتال نیست . به عنوان مثال در شرایطی مابین نور کم وزیاد امکان دارد عددی مانند 3 ولت را به عنوان خروجی تولید کند که مشخص نمی کند در چه شرایطی هستیم. بسیاری از پردازنده ها ورودی های بین 5/1 تا5/3 را نامشخص و تصادفی انتخاب می کنند.

برای حل این همزمان این مشکل می توان از یک مدار مرجع و یک مدار مقاسیه کننده استفاده کرد.

مدار مرجع مداریست که می توانیم ولتاژ بدست آمده  از سنسور را با آن مقایسه کنیم و تصمیم گیری کنیم که در کدام شرایط هستیم: نور یا عدم نور. همچنین می توانیم ولتاژ مرجع  را تنظیم کنیم و بدین طریق مرز بین روشنایی وتاریکی قابل تغییر خواهد بود.

مدار مرجع از یک مقاومت متغیر 3 پایه تشکیل شده است . میزان مقاومت پایه های 1و 3 همیشه ثابت است  اما با حرکت دادن پیچ مقاومت متغیر مقدار مقاومت بین پایه های 2 و1 وهمچنین 2و3 فرق می کند .

[IMG]http://i22.tinypic.com/k1f7le.jpg[/IMG]

در شکل الف پایه وسط پتانسیومتر( مقاومت متغیر) به پایه ای که به زمین متصل نزدیک است و ولتاژی در حد صفر دارد . در شکل ب پایه وسط در وسط قرار دارد و ولتاژی در حد 5/2 ولت خواهد داشت. در شکل ج پایه وسط به ولتاژ مثبت نزدیک است لذا  خروجی نزدیک 5 ولت خواهد بود. این مدار می توانند به عنوان تنظیم کننده بکار رود. مدار دیگری که احتیاج داریم مدار مقایسه کننده است. مدار مقایسه کننده مداریست که 2 ورودی و یک خروجی دارد اگر ورودی اول از دوم بیشتر باشد خروجی مدار 5 ولت خواهد بود و اگر خروجی دوم از اول بیشتر باشد خروجی صفر ولت خواهد شد. ورودی اول را با علامت و ورودی دوم را با علامت منفی مشخص می کنند.

[IMG]http://i20.tinypic.com/b3o0fn.jpg[/IMG]

مقایسه کننده ها را در مدار به شکل یک مثلت نشان می دهند.

[IMG]http://i20.tinypic.com/9qd1yu.jpg[/IMG]

خوشبختانه نیازی به ساخت مقایسه کننده نداریم و این قطعات به صورتIC  در بازار وجود دارد معمولاً IC های مقایسه کننده 2 یا 4  مقایسه کننده را در خود دارند.  یکی از پرکاربردترین IC های مقایسه کننده IC به اسمLM358  است. این IC  دو مقایسه کننده دارد. نقشه داخلی این IC را در زیر مشاهده می کنید.

[IMG]http://i21.tinypic.com/n2yip0.jpg[/IMG]

همانطور که در نقشه داخلی این IC مشخص است. این IC  دو مقایسه کننده دارد. ورودی های مقایسه کننده  A پایه های 2و 3 و پایه خروجی این مقایسه  کننده  پایه 1 است . همچنین باید پایه 8 آی سی را به ولتاژ مثبت و پایه 4 را به زمین متصل کرد.در شکل زیر یک نمونه از این IC هشت پایه را مشاهده می کنید.

[IMG]http://i24.tinypic.com/20qmgjp.jpg[/IMG]

سوال:

1)پایه های ورودی و خروجی  مقایسه کننده دوم را مشخص کنید.

2) با توجه به شکل ونقشه IC و با دقت به نیم دایره ای که در بالای نقشه IC وجود دارد وهمچنین نیم دایره ای که در شکلIC در سمت چپ وجود دارد،مشخص کنید پایه شماره 1 IC کدام است.

جمع بندی و ساخت سنسور مقاومتی

برای ساخت یک سنسور که قابلیت اتصال به پردازنده را داشته باشد و همچنین قابل تنظیم هم باشد به 3 مدار احتیاج داریم

1)      مدار سنسور

2)      مدار تنظیم کننده یا ولتاژ مرجع

3)      مقایسه کننده

در مورد هر سه مدار را تا کنون صحبت کرده ایم . لذا می توانید یک سنسور بسازید نقشه کامل یک سنسور مقاومتی در ادامه ارائه شده است.

[IMG]http://i21.tinypic.com/mkatuh.jpg[/IMG]

پس آنچه برای ساخت یک مدار کامل سنسور احتیاج دارید شامل

1)      یک مقاومت در حدود 1 تا10 کیلو

2)      یک پتانسیومتر 10 کیلو

3)      یک IC مقایسه کننده مثلLM358

4)      و از همه مهمتر یک سنسور مقاومتی

امیدوارم  بدون مشکل قادر به ساخت سنسور شوید

از این سنسور می توانید در  ساخت رباتهای  تعقیب نور  استفاده کنید.

موفق و موید باشید