CAPTEUR A FOURCHE IR
 


Avant de me poser une question, merci de consulter la FAQ

C'est un capteur réalisé à partir d'une fouche infrarouge.
La fourche est constituée d'un émetteur et d'un récepteur.
Le capteur détecte la présence d'un objet blanc à quelques millimètres et fournit en sortie un état logique.
Ce capteur peut être utilisé pour un anémomètre, un tachymètre...

 
Nomenclature.

Résistance


Condensateur


Circuit intégré

Diodes
Conducteurs


R1
R2
R3
C1
C2
C3
U1
U3
D1
X0, X5, XE


10 k
150 ohms
330 ohms
100 µF - 6,3V (hauteur inférieure à celle des capteurs IR)
10 nF
100 nF
LTH 209 (fourche IR)
40106 + support 14 broches DIL
Rouge 3 mm
Câble 0,22 mm² - Alimentation + capteur
Les fichiers.

Pour réaliser ce montage, vous aurez besoin des fichiers suivant :

- Schéma structurel du capteur
- Schéma d'implantation des composants du capteur
- Typon du capteur
Analyse du schéma.

La LED émettrice intégrée à U1 est alimentée en permanence au-travers de R2.
Si une "couleur" blanche est présentée devant le capteur, il y a réflexion du rayonnement IR qui atteint le récepteur.
Si une "couleur" noire est présentée devant le capteur, le rayon IR est absorbé, le rayonnement IR n'atteint pas le capteur.

Si une partie blanche est présente devant le capteur :
- par réflexion, le photo-transistor de U1 est éclairé,
- le transistor sature et son collecteur présente un état logique 0,
- cet état logique est inversé deux fois par des opérateurs NON (entrée trigger),
- on se retrouve donc avec un état logique 0 sur la sortie XE,
- la LED est éteinte.
Si la partie noire est présente devant le capteur :
- il n'y a pas réflexion, le photo-transistor de U1 n'est pas éclairé,
- le transistor bloque et son collecteur présente un état logique 1,
- cet état logique est inversé deux fois par des opérateurs NON (entrée trigger),
- on se retrouve donc avec un état logique 1 sur la sortie XE,
- la LED est allumée.

On peut réaliser le test du statique du capteur en approchant une feuille blanche. On pourra voir la LED s'éteindre et s'allumer en fonction de la distance qui existe entre le capteur et la feuille. Il ne faut pas oublier que les entrées des opérateurs sont des triggers. Il est donc normal que la distance de commutation soit différente lors de l'approche de la feuille ou lors de son éloignement.

Chronogrammes :





La voie 1 est représentative de la tension collecteur de U1.
Le calibre de l'amplitude est de 2 V / division
Le calibre de la base de temps est de 50 ms / division

Les deux opérateurs inverseurs U3:A et U3:D réalisent la mise en forme du signal, ce qui permet d'obtenir un signal rectangulaire sur la sortie XE.


La voie 2 est représentative de la tension de sortie XE.
Le calibre de l'amplitude est de 2 V / division
Le calibre de la base de temps est de 50 ms / division

Le signal n'est pas périodique, car il a été saisi lors de la mise sous-tension du moteur de la bobineuse. La vitesse de rotation n'était pas encore constante.
Le capteur à fourche :

 

Le document au format PDF de Liteon du LTH 209 présente un petit bug à ce jour. Il intègre une police Japonaise qui fait que sans mise à jour d'Acrobat, le document reste illisible. Le bouquet est que cette police n'est pas utilisée dans le document et que la mise à jour sans l'ADSL prend 45 mm.

Les encoches ne sont pas représentées sur ce plan. Par-contre, une fois câblé il reste les représentations de la LED et du transistor sur le boîtier.

On peut remarquer que les axes des faisceaux IR d'émission et de réception on leur intersection à 3,81mm du sommet du capteur.
Une autre caractéristique du composant présise la distance optimale entre le disque et le capteur qui se situe entre 2mm et 3mm.
   
On peut remarquer ci-contre l'axe avec un demi cylindre blanc et l'autre demi cylindre noir. Le capteur à fourche est placé à la distance optimale. En tournant l'axe à la main, on doit voir la LED s'allumer et s'éteindre.

Ce type de capteur fonctionne lorsqu'il est proche de l'appareil qui traite l'information (quelques dizaines de centimètres).
Si le capteur est éloigné, il faudra réaliser une conversion du signal 0 / 5V en -12 / +12V afin d'éliminer sa composante continue et de l'immuniser contre les bruits.

Version du capteur avec la fourche en prolongement du circuit imprimé

Cette configuration permet de placer le détecteur dans des endroits étroits.
Le schéma structurel du capteur est inchangé. Seuls les deux fichiers ci-dessous sont modifiés :
Typon du capteur version 2
Implantation du capteur version 2

Ce n'est pas la peine de percer l'emplacement des quatre broches du capteur.
Ce dernier est soudé sous le circuit imprimé et à plat.