Funcionamiento y Aplicaciones del Sensor CNY70 en Robótica y Detección

Funcionamiento del Sensor CNY70

El funcionamiento del sensor CNY70 se basa en la capacidad de reflexión de la luz por un objeto y la detección del rayo reflejado. El fotodiodo emite luz, cuya intensidad es función de la resistencia en serie y la tensión de alimentación. El fototransistor recibe esta luz reflejada; dependiendo de la cantidad de luz recibida, opera en distintas regiones (corte, activa o saturación), permitiendo el paso de mayor o menor intensidad de corriente. Esto posibilita la detección de diferentes superficies según su reflectividad, como seguir una línea negra sobre fondo blanco o viceversa. Cuando el sensor está sobre la línea negra, esta absorbe gran parte de la luz, llevando al fototransistor al corte y reduciendo la intensidad. Sobre una superficie blanca, la luz se refleja, activando el fototransistor y aumentando la intensidad.

Aplicaciones del Sensor CNY70

El CNY70 es ampliamente utilizado en robots seguidores de línea y como detector de movimiento de objetos.

Características del Sensor CNY70

• Construcción compacta con distancia de 0.1 pulgadas entre emisor y receptor.
• No necesita un ambiente especial.
• Señal de salida alta.
• Bajo coeficiente de temperatura.
• Detector provisto de filtro óptico.
• Ratio de corriente de transferencia (CTR) típico del 5%.

Montaje del Sensor CNY70

El CNY70 devuelve un voltaje relacionado con la cantidad de luz reflejada. En el montaje A, se lee un '1' lógico en el emisor cuando se refleja luz y un '0' cuando no. En el montaje B, los valores se leen del colector, siendo inversos al montaje A.

Uso Digital del Sensor CNY70

Conectando la salida a una entrada digital de un microcontrolador, se obtienen valores lógicos '1' o '0' según el nivel de distinción establecido. Este nivel puede controlarse con un buffer trigger-schmitt (ej., 74HC14) entre el CNY70 y el microcontrolador. Este sistema se usa para distinguir entre blanco y negro en aplicaciones como robots seguidores de línea.

Uso Analógico del Sensor CNY70

Conectando la salida a una entrada analógica mediante un conversor A/D, se obtienen distintos valores. Esto permite la detección dinámica de blanco y negro y, con objetos de distintos colores, establecer un mecanismo para la detección de colores, determinando valores marginales. Esto habilita el uso del sensor en aplicaciones donde la detección de color es necesaria.

1. Funcionamiento Básico de los Ultrasonidos como Medidores de Distancia

El funcionamiento básico de los ultrasonidos como medidores de distancia se basa en un emisor que genera un pulso de ultrasonido. Este pulso rebota en un objeto y la reflexión es detectada por un receptor. La distancia se calcula midiendo el tiempo entre la emisión y la recepción del eco, utilizando la fórmula:

Distancia = (Velocidad del sonido * Tiempo) / 2

Donde V es la velocidad del sonido en el aire y t es el tiempo transcurrido entre la emisión y recepción del pulso. La mayoría de los sensores de ultrasonido de bajo coste emiten un pulso con un campo de acción cónico.

2. Factores que Alteran las Lecturas de los Sensores de Ultrasonido

Varios factores pueden alterar las lecturas de los sensores de ultrasonido:

• Campo de actuación cónico: Aunque la mayor probabilidad es que el objeto esté en el eje central, la detección de objetos en la periferia no es despreciable.
• Estructura de la superficie: La cantidad de energía acústica reflejada depende de la estructura de la superficie del obstáculo.
• Transductor único: En sensores de bajo coste, se utiliza el mismo transductor como emisor y receptor.
• Factores ambientales: Las condiciones ambientales tienen un gran impacto en las mediciones.
• Falsos ecos: Un error común es la detección de falsos ecos.