¿Qué es un Fotoreflector?
Un fotointerruptor luminoso es un dispositivo que detecta la presencia de un objeto proyectando luz desde un emisor luminoso y un receptor luminoso orientados en la misma dirección y detectando la luz reflejada por el objeto con un receptor luminoso.
Un mecanismo que utiliza la luz para detectar un objeto se denomina generalmente foto-interruptor, y se refiere a un dispositivo que tiene la capacidad de detectar la presencia o ausencia y la posición de un objeto mediante la luz utilizando un conjunto de emisores de luz y fotodetectores. Los fotointerruptores se clasifican en tipos de transmisión y de reflexión. Los fotointerruptores de tipo de transmisión detectan objetos interceptando la luz cuando pasa entre el emisor de luz y el receptor.
Los fotointerruptores de reflexión detectan la luz emitida por un emisor de luz que es reflejada por un objeto y detectada por un fotodetector. Dado que ambos suelen distinguirse por el término “fotointerruptor” para el tipo de transmisión y “Fotoreflector” para el tipo de reflexión, este artículo se centrará exclusivamente en este último tipo.
Usos de los Fotoreflectores
Los reflectores de luz se utilizan principalmente para detectar objetos a corta distancia. También se pueden utilizar para detectar patrones en blanco y negro utilizando el hecho de que la reflectancia de la luz difiere en función del color de la superficie del objeto, o para medir la distancia, ya que la intensidad de la señal cambia en función de la distancia entre el objeto y el reflector de iluminación.
Un ejemplo concreto es la capacidad de determinar si un objeto se encuentra o no en una posición determinada. Es el caso, por ejemplo, de la detección del estado de instalación de un soporte en un reproductor de discos. En los codificadores utilizados en diversos dispositivos, una placa de hendidura circular con una hendidura grabada en ella se fija al eje de rotación, y también se utiliza un fotorreflector en un mecanismo que detecta la cantidad de rotación contando esta hendidura.
Como no hay ningún objeto en la porción astillada de la rendija, el número de porciones astilladas puede contarse a partir de la señal de la parte receptora de luz. Un ejemplo de detección de diferencias de color es cuando se utiliza un robot autopropulsado como sensor en un mecanismo que detecta la trayectoria cuando se mueve a lo largo de una línea guía blanca.
Otro uso de un fotorreflector es medir distancias aproximadas, un ejemplo es la detección de tinta o tóner restante en una impresora.
Principios del Fotoreflector
El reflector de iluminación consta de un elemento emisor de luz LED de infrarrojo cercano y un elemento receptor de luz fototransistor o fotodiodo, ambos orientados en la misma dirección. La luz emitida por el elemento emisor de luz es reflejada por el objeto a detectar, y el elemento receptor de luz detecta la luz reflejada para detectar el objeto.
La intensidad de la luz reflejada depende, en parte, de la distancia entre el objeto y el reflector de iluminación. Cuanto más cerca estén el objeto y el reflector de iluminación, más intensa será la luz reflejada, por lo que la distancia entre el objeto y el fotointerruptor puede determinarse aproximadamente a partir de la intensidad de la luz reflejada.
Además, dado que la reflectancia de la luz varía en función del color y la densidad del objeto, la detección de la intensidad de la luz también puede utilizarse para detectar diferencias de color y sombreado.
Más Información sobre el Reflector de Luz
Puntos a tener en cuenta al emplear un microsensor fotoeléctrico de reflexión
1. Luz Ambiental
Dado que el elemento receptor de luz de un reflector de iluminación está diseñado estructuralmente para mirar hacia el exterior, es necesario tener en cuenta el hecho de que la luz ambiental tiende a penetrar en la parte receptora de luz. Normalmente, en la parte receptora de luz de los reflectores de iluminación se instala un filtro de corte de luz visible que bloquea la luz con una longitud de onda de 700 nm o inferior para reducir el efecto de la luz ambiente, pero ni siquiera esto lo evita completamente.
2. Fondo
La influencia del fondo significa que la luz emitida por el emisor de luz es reflejada por un objeto de fondo, aunque no haya ningún objeto que detectar, lo que provoca una falsa detección por parte del elemento receptor de luz. Por ejemplo, si un trozo de papel pasa por encima de un marco de acero inoxidable o galvanizado, y se detecta el paso del papel, puede ocurrir que el nivel de señal de recepción de luz sin el papel sea mayor que el nivel de señal de recepción de luz cuando se detecta el papel.
Por lo tanto, es deseable que el fondo sea completamente negro o que disponga de un gran espacio.
3. Reflectancia Luminosa del Objeto Detectado
Es importante tener en cuenta que el nivel de salida de la luz reflejada varía mucho en función del tipo, la distancia y el tamaño del objeto a detectar. Originalmente, la fotocorriente de un microsensor fotoeléctrico reflectante sólo proporciona un nivel de corriente de varias decenas a varios centenares de µA incluso cuando detecta un objeto, por lo que es necesario reconocer que el nivel de salida del propio elemento receptor de luz es bajo.
Debe tenerse en cuenta que, incluso cuando el entorno está oscuro, fluyen corrientes oscuras y corrientes de fuga a través del fotosensor, y éstas pueden alcanzar los 10 µA o más con un aumento de la temperatura, y estos niveles de interferencia no pueden ignorarse en relación con el nivel de señal. Debe prestarse especial atención a los objetos con baja reflectancia, ya que la relación señal/interferencia será muy pequeña.
4. Detección de Objetos Pequeños o Transparentes
Si el objeto a detectar es pequeño o transparente, la luz reflejada es débil, por lo que el nivel de señal de salida del fotodetector es pequeño y puede perderse en la interferencia. Es importante comprobar las especificaciones del fotodetector en relación con el tamaño del objeto a detectar.