REGOLARE LA SENSIBILITÀ DEI SENSORI

   

La fotoresistenza (LDR) è un sensore che varia la propria resistenza in funzione della luce: da alcune centinaia di Kohm al buio, sino ad alcune centinaia di Ohm in piena luce. 
La LDR può essere inserita in uno dei due rami di un partitore di tensione per ottenere in uscita una tensione che varia in funzione della luminosità:

La formula per calcolare Vout  è:

Vout = +V * [LDR / (R + LDR)]

dove +V è la tensione di alimentazione, LDR il valore della fotoresistenza, R il valore della resistenza che costituisce il secondo ramo del partitore.

Collegando la LDR come nello schema sopra, la tensione in uscita diminuirà con l'aumentare della luce. Per ottenere l'effetto opposto (= la tensione aumenta con l'aumentare della luce) bisogna invertire R con LDR:

In questo caso la formula per calcolare Vout sarà:

Vout = +V * [R / (LDR + R)]

Collegando un LED e un inverter triggerato possiamo visualizzare lo stato logico dell'uscita e provare diversi valori di R:

Ruotando il trimmer possiamo variare il valore di R e, di conseguenza, la sensibilità del circuito. Il valore del trimmer dipende dalla luminosità dell'ambiente in cui il sensore deve operare. Con una luce forte la LDR scenderà a 1K e un trimmer da 10K andrà bene. Viceversa con una luce molto debole la LDR salirà a 200K e occorrerà un trimmer da 500k. 

Il circuito che segue impiega un amplificatore operazionale come comparatore di tensione e permette di ottenere in uscita un livello logico 0 quando la LDR è illuminata. Il trimmer da 100K regola la sensibilità del circuito:

Una maggiore precisione e velocità di risposta si può ottenere usando dei fotodiodi o dei fototransistor. Nello schema che segue R1=R2=10K, mentre il valore di R stabilisce la sensibilità del circuito:

Troviamo un valore adeguato per R: se il sensore è troppo sensibile, potrebbe venire disturbato dalla luminosità dell'ambiente, da flash di luce, da lampade, ecc. Se invece è poco sensibile, sarebbe inutile ai nostri scopi. Un valore di 10K va generalmente bene. Questo valore però cambia se il FT viene schermato o se vengono applicati filtri colorati che ne diminuiscono la sensibilità. In questo caso, collegando al posto di R un trimmer da 100K si può tarare la sensibilità del FT adattando il sensore alle proprie necessità:

La sensibilità del circuito si può regolare anche con il circuito seguente. Il valore di R viene fissato a 10K. Mediante un trimmer da 100K siamo in grado di variare la sensibilità. 

Questi circuiti, abbinati a un diodo LED ad alta luminosità, possono essere impiegati come sensori di superficie o nei robot line-following per "vedere" la linea-guida (normalmente bianca su fondo scuro). La regolazione della sensibilità permette di adattare il robot a superfici con differenti gradi di riflessione.
Tutti i circuiti sono «active-low», cioè in uscita abbiamo un livello logico 0 (= LOW) quando il sensore è colpito dalla luce.

SENSORE DI PROSSIMITÀ

Ecco lo schema classico di un sensore di prossimità a infrarossi realizzato con un modulo TSOP1736.

Per regolare la sensibilità del sensore, conviene intervenire sul fotodiodo emittente, sostituendo la resistenza di carico R con un trimmer, in modo da regolare la potenza del fascio emesso:

Vedi anche:

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