Sensor Infravermelho

Sensores são elementos importantes porque servem na maioria das vezes como olhos para alarmes e robôs. Neste artigo mostramos uma montagem bem simples de um sensor infravermelho que pode ser feito sem nenhum problema e que utiliza apenas um comparador de tensão para filtragem de ruídos externos.

Mas antes de falar sobre o circuito vamos entender um pouco como podemos utilizar um sensor IR.

Este circuito pode ser utilizado principalmente de duas maneiras: detecção pode reflexão e detecção por interrupção de feixe.

1) Detecção por Reflexão
Neste tipo de aplicação, um feixe é projetado por LED emissor de luz infravermelha que, ao ser refletido por algum obstáculo, é detectado por um foto-transistor. Quanto mais próximo o obstáculo estiver do conjunto emissor-receptor, maior será a intensidade do sinal recebido. A figura abaixo mostra um exemplo de detecção por reflexão.

2) Detecção por Interrupção
Neste tipo de aplicação, o emissor e receptor são instalados um em frente ao outro. Para este caso, o receptor fica constantemente recebendo o feixe de infravermelho. A figura abaixo mostra um exemplo de detecção por interrupção.

Porém, neste circuito o ajuste torna-se crítico em virtude de interferências externas geradas pela luz infravermelha do sol e de lâmpadas em ambientes fechados.

Por isso esta montagem somente é indicada em situações onde é possível a proteção do receptor, ou seja instalação de uma câmera escura. Um exemplo bem simples de confecção de uma câmera escura, é utilizando um tubo com a mesmo diâmetro do receptor, preferencialmente, conforme mostrado abaixo.



OBS: Mas se isso não for suficiente para seu projeto, então será necessário realizar a modulação do sinal. Pois a detecção através de um sinal infravermelho modulado apresenta grande imunidade a ruído, permitindo a detecção em distâncias maiores.

Agora vamos entender o funcionamento do circuito.

Neste circuito utilizamos um comparador de tensão ( LM339 ) que possui quatro comparadores internos, sendo que a principal função deste componente é reduzir a interferência externa. Pois a montagem do receptor IR em serie com um resistor de 47 K ohms em ambiente escuro fornece uma variação de 0 a 5v, porem em um ambiente iluminado esta variação é bem menor. Por isso a necessidade do comparador que usa como referencia a tensão proveniente do potenciômetro, assim teremos a mesma variação de 0 a 5v. 

Com esta montagem e possível detectar uma objeto a uma distância de 15 cm dependendo do ambiente, porem se necessitar de uma distancia maior basta substituir resistor de 330 ohms por outro de menor valor, levando em consideração a corrente máxima suportada pelo emissor IR.

E por fim o esquemático, para isso foi utilizado o
EAGLE Software Design PCB disponivel para download no site:
www.cadsoftusa.com 
Ferramenta fácil de usar, e muito poderosa para projetar placas de circuito impresso.


Este é o Schematic do Sensor Infravermelho elaborado no EAGLE



Assim ficou a placa de controle do Sensor IR 

Com as seguintes dimensões:
Altura: 10 mm
Largura: 54 mm
Comprimento: 61 mm



Para facilitar a fixação o emissor e o receptor IR foram colocados numa placa separada, seguindo o padrão de detecção por Reflexão, ideal para aplicações em robótica. Veja o esquemático abaixo.   

Este é o Schematic do Sensor Infravermelho elaborado no EAGLE

 
E assim ficou o Sensor Infravermelho


Com as seguintes dimensões:
Altura: 12 mm
Largura: 9 mm
Comprimento: 19 mm

Se quiser ter acesso ao arquivo basta clicar em download: 
CONTEÚDO COMPLETO elaborado no EAGLE - Version 5.10.0 ou superior.
Download

7 comentários:

Nilton J. C. Ramos disse...

Muito bom seu trabalho, parabéns.

Ciro Luiz Bueno disse...

esse esquemático do eagle também serve para o modo de Detecção por Interrupção?

Jeferson Alves Oliveira disse...

Pode sim, porem como você pode observar é necessário separar o emissor e o receptor IR.

Sandy tondolo de miranda disse...

Olá, muito bom sua explicação..
estou tentando fazer com o pic, mas não tenho idéia de como fazer a parte da programação, tens como me ajudar?

JUFIBRAS disse...

pessoal estou tentando fazer um contador.
comprei um contador de pulsos elétricos. e queria saber se posso fazer a contagem da passagem dos produtos com esses sensores. já que o local é aberto ao sol.

quero saber qual sensor comprar e como faço pra o meu contador receber os sinais de positivo e negativo.

Jeferson Alves Oliveira disse...

Utilize a formulário de Contato e forneça mais informações para que possamos ajuda-lo.

xDTIODx disse...

Olá! Gostaria de uma maior explicação sobre o primeiro esquema postado acima, pois acredito que ele seja essencial em um projeto que estou desenvolvendo, e a semanas não consigo finaliza-lo por não conseguir aplicar o método de detecção infravermelha por reflexão. Grato desde já

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