Kennismaking
Met een photo-interrupter, populair lichtsluis genoemd, kunt u het toerental van een motor meten, voorwerpen tellen of de aanwezigheid van een voorwerp detecteren. De H2010 is met zijn prijs van ongeveer € 1,50 een ideale module om met zo'n lichtsluis te experimenteren.
De H2010 zit op een klein printje van slechts 27 mm x 20 mm x 17 mm. De hoogte van 17 mm wordt voornamelijk in beslag genomen door de eigenlijke foto-sensor, die bestaat uit een infrarode LED en een foto-transistor met een luchtspleet van 10 mm tussen beide onderdelen. Het is in die luchtspleet dat u een interrupter-schijf moet aanbrengen als u het toerental van een motor wilt meten.
 |
| Met deze module H2010 kunt u onmiddellijk aan de slag. (© 2018 Jos Verstraten) |
De afmetingen van de toegepaste foto-sensor zijn in onderstaande figuur voorgesteld. De specificaties van dit onderdeel:
- LED-stroom: 20 mA max.
- LED-geleidingsspanning: 1,5 V max.
- Verzadigingsspanning foto-transistor: 0,4 V max. bij 8 mA LED-stroom
- Stijg- en daaltijden: 10 µs typisch
 |
| De afmetingen van de foto-sensor. (© AliExpress) |
Als u de module in bovenaanzicht bekijkt ziet u een chip, een condensator, een LED en zes weerstandjes. De chip blijkt een LM393 dubbele comparator te zijn waarvan er maar één wordt gebruikt. Na wat reverse-engineering is het schema te reconstrueren, zie onderstaande figuur. Het is de klassieke toepassing van een comparator. De inverterende ingang wordt door middel van de weerstandsdeler R1/R2 ingesteld op de helft van de voedingsspanning. Als de lichtstraal niet wordt onderbroken geleidt de foto-transistor in de H2010 en staat de positieve ingang van de comparator op een spanning die in ieder geval lager is dan de spanning op de inverterende ingang. De uitgang van de comparator is 'L' en de LED D1 brandt.
Brengt u een voorwerp aan in de gleuf van de photo-interrupter, dan gaat de foto-transistor sperren en gaat de positieve ingang van de comparator naar de voedingsspanning. De uitgang van de module wordt 'H' en de LED dooft.
Jammer is dat de ontwerpers van deze module het begrip 'hysteresis' blijkbaar niet kennen. Met één weerstandje extra tussen de uitgang en de inverterende ingang van de LM393 was een hysteresis gecreëerd waardoor het omschakelen van de ene naar de andere toestand zonder overgangsverschijnselen zou verlopen. Nu moet de ene condensator van 10 nF over de foto-transistor deze taak op zich nemen.
 |
| Het schema van de H2010-module. (© 2018 Jos Verstraten) |
Als er niets aanwezig is in de spleet van de foto-sensor levert de uitgang een 'L'. Als u de lichtstraal onderbreekt wordt de uitgang van de module gelijk aan de voedingsspanning of 'H'.
Een toepassingsvoorbeeld
In onderstaande figuur is geschetst hoe u de H2010-module kunt gebruiken voor het meten van het toerental van een elektrische motor. U moet een half-transparante schijf maken die u op de as van de motor bevestigt. De schijf bestaat afwisselend uit even brede transparante en niet-transparante segmenten. U monteert de H2010 zodanig dat de schijf vrij in de 10 mm brede spleet van de foto-sensor kan draaien. Als de motor gaat draaien zal de lichtstraal in de foto-sensor per as-omwenteling even vaak worden onderbroken als er niet-transparante segmenten op de schijf aanwezig zijn. De module levert dus een blokgolf waarvan de frequentie een maat is voor de rotatiesnelheid van de motor.
 |
| Het meten van de rotatiesnelheid van een motor. (© 2018 Jos Verstraten) |
Speed Measuring Sensor
