Tecnologia e funcionamento de sensores fotoelétricos

Triangulação

A medição de distância baseia-se no princípio de triangulação. O feixe de luz incide no objeto como um pequeno ponto. O receptor do sensor (linha de fotodiodos) detecta a posição desse ponto. De acordo com a distância, é modificado o ângulo de incidência e, dessa forma, a posição do ponto de luz no receptor. A linha de fotodiodos é lida por meio de um microcontrolador integrado. A partir da distribuição de luz na linha de fotodiodos, o controlador calcula exatamente o ângulo e, a partir deste, a distância até o objeto. Essa distância é transmitida à porta serial ou convertida a uma corrente de saída proporcional à distância. O microcontrolador garante linearidade e precisão de medição elevadas. A combinação entre linha de fotodiodos e microcontrolador possibilita suprimir reflexos interferentes, resultando em dados confiáveis em superfícies críticas. O sensor se adapta a diferentes cores, alterando sua sensibilidade interna, o que o torna praticamente independente com relação à cor do objeto. Uma saída digital é ativada quando não há nenhum objeto dentro da faixa de medição ou se não for recebida luz suficiente para a detecção correta de um objeto, por exemplo quando o sensor está sujo. A resolução possível e a precisão variam conforme a distância. A mesma distância Δd gera, perto do sensor, uma grande alteração de ângulo α1 e, a uma distância maior, uma alteração α2 bem menor do ângulo (ver desenho). Esse comportamento não linear é corrigido pelo microcontrolador, para que o sinal de saída se comporte de forma linear em relação à distância.

Medição do tempo de gate

A medição do tempo de voo é uma técnica para a medição indireta da distância pela medição do tempo que um sinal necessita para percorrer um determinado trajeto. Na prática, isso significa que o emissor envia um pacote de sinal, o qual é refletido no objeto e recebido pelo emissor. No sensor, o tempo de voo e/ou o defasagem são avaliados e convertidos em distância. Com a técnica do tempo de voo é possível detectar objetos a grandes distâncias com exatidão e segurança.