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並列入力反射光センサ ‥ デジタル出力 出力時間延長型 … WS08E

WS08Eは反射光の強さを調べるセンサです。 サッカーチャレンジで緑色の床に引かれた白線の検出に使います。
発光受光素子を基板の外に引き出せ、複数つなぐことができます。

一般の反射光センサは、現在の反射光の強さに応じて信号を出力します。 走りながら白線を横切るときは センサの値を調べる時間間隔が長いと白線を見逃すことがあります。 そうならないために、時間のかかる命令を避けるプログラムにしたり、 マイコンの持つ割り込み機能やハードウエア処理など知識を必要とする対策があります。

このような対策ができる人はそれに挑戦しましょう。 でも、それらの対策が難しい場合はこのセンサを使いましょう。
WS08Eは白線を検出するとその信号を一定時間延長して出力するため見逃しを減らすことができる デジタル出力反射光センサです。

WS08E WS08E写真

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WS08Eは発光受光素子が各3個付属しています。これらの接続を利用者でする製品になっています。 完成品でも基板には接続されていません。
WS08Sとの違いはLED電流制限抵抗を内蔵していることです。 WS08Eは発光素子と受光素子を接続すれば働きます。

特徴

WS08Eの出力信号

白線を走って通過する時の出力を示しています。 ①はWS08Fなどのアナログ出力のもの。②がWS08Eのデジタルで時間を延長する出力のもの。


WS08E組み込み例

機体へは本体基板と発光受光素子を別の場所に組み込むことができます。


緑色の床に引かれた白線を調べるのに適した赤発光にしています。
緑色や白色であることは人間が見て判断します。 人間の目は光の3原色である 赤,緑,青 を感じて、この3原色の混ざる割合で色を感じます。 白い物は、赤,緑,青をどれもよく反射します。 緑色の物が緑色に見えるのは、緑の光だけをよく反射し、その他の色を吸収するからです。
緑と白の反射の違いが大きくなるように、緑に吸収される光ということで赤を利用しています。
目に見えるので光の当る範囲がわかりやすく、反射光センサの機能を理解しやすい利点もあります。

外形

WS08E外形図

組み込み方に合わせて、各接続端子には、電線を直接はんだづけするか、 取り付け場所に合う 2.5mmまたは2.54mmピッチのコネクタを付けてください。 コネクタは製品に含みません。

回路

WS08E回路図 ◆改良のため回路が変わることがあります

光源のLEDを600Hzで点滅させます。
受光器S1∼S3可視光フォトトランジスタは、反射して来る光の強さを電流に変換します。 この信号には600Hzの反射光の他に不要な外光の電流も含まれます。
これを600Hzバンドパスフィルタ(BPF)に通すと、反射光の信号だけが得られます。 BPFは周波数600Hz付近の信号だけ通す回路です。
これを整流し、コンパレータで基準の電圧と比較し反射光の強弱をデジタル電圧信号に変換します。 ワンショットは'H'状態を一定時間延長します。

使い方

P2,P3,P4のどれかまたは全部にLEDとフォトトランジスタを接続します。

WS08配線例

写真は発光受光素子の接続の例です。 基板の穴に電線をはんだづけしたり、コネクタを利用する方法があります。

ノイズ防止のためには、写真のように対となる電線をより合わせると有効です。 これを「より線対(せんつい)」や「ツイストペア」と言います。
センサの配線はモーターなどノイズを出す配線とできるだけ離します。
対となる電線とは、LED両極、フォトトランジスタの両極、DCモーターの+-電極 など、同じ電流が逆方向に流れる1組の電線のことです。
ユニバーサル基板 ラグ板

発光受光素子の固定にはユニバーサル基板(写真左)やラグ板(写真右)やWS05配線板を利用すると良いでしょう。


WS05使用例

写真のWS05を使うと便利です。


WS08E写真

写真のように基板の穴に素子を直接はんだづけすることもできます。


WS08F動作中写真 WS08F動作中写真

動作中はこのようになります。

パルス発光のため、連続発光するLEDより暗く見えます。


WS08V写真

発光受光素子の組み合わせごとに取り付け方を変えているなど、 組み合わせによる感度の差が大きい場合のために、 半固定抵抗でLED個別に発光量を調整できる回路に作ることもできます。写真は一例です。 この改造に使う部品は製品に含みません。


P1に電源,信号を接続します。
半固定抵抗V1で受光感度を調整してください。
反射が少ない状態で出力値'L'(0%に近い値)、 反射が強くなると出力値は'H'(100%に近い値)になります。

WS08Eはパルス発光していますので、別のWS08Eの照射範囲が重なると 他方のパルス光の影響で正しく働きません。 WS08Eを2個以上を使うときは照射範囲が重ならないようにしてください。 同じWS08Eから出ている発光どうしでは重なってもかまいません。

入力を増やすための発光受光素子の並列については WS10E「解説」入力を増やすには を見てください。