Модуль цифрового инфракрасного датчика линии QRE1113 (Digital IR Reflection Sensor)

Модуль цифрового инфракрасного датчика линии QRE1113 (Digital IR Reflection Sensor)

Модуль на базе ИК-сенсора QRE1113 представляет собой компактный цифровой датчик отражения, предназначенный для определения линии (Line Follower) и обнаружения поверхностей различной отражающей способности. Датчик оснащен цифровым выходом на базе цепи разряда конденсатора, что позволяет подключать его к контроллерам без использования аналого-цифрового преобразователя (АЦП / ADC).

Конструктивно QRE1113 состоит из двух частей: инфракрасного светодиода (IR LED) и светочувствительного фототранзистора. При подаче питания ИК-светодиод излучает свет, а фототранзистор фиксирует уровень отражения от поверхности. Светлая поверхность отражает больше ИК-лучей, ускоряя разряд емкости, тогда как темная поверхность поглощает свет, и разряд происходит медленнее. Это идеальное решение для роботов, движущихся по черной линии, или счетчиков оборотов.

Технические характеристики

Назначение контактов (Pinout)

• VCC: Питание модуля (3.3В – 5В DC).
• GND: Общий провод (земля).
• OUT / DO: Цифровой сигнальный контакт (подключается к любому цифровому пину микроконтроллера).

Принцип работы и считывание данных

Модуль использует схему измерения времени разряда емкости:

1. Вывод микроконтроллера переводится в режим выхода (OUTPUT) и подается высокий уровень (HIGH), чтобы зарядить встроенный конденсатор емкостью 10 нФ.
2. Вывод переводится в режим входа (INPUT).
3. Замеряется время, за которое напряжение на пине упадет до логического нуля (LOW).
4. Белая поверхность: высокий уровень отражения ➔ фототранзистор открыт ➔ конденсатор разряжается быстро (< 100 мкс).
5. Черная поверхность: низкий уровень отражения ➔ фототранзистор закрыт ➔ конденсатор разряжается медленно (> 1000 мкс).

Пример скетча для Arduino (Определение черной/белой линии)

#define QRE1113_PIN 2 // Цифровой пин подключения датчика

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  long timeMicroseconds = readQRE1113(QRE1113_PIN);
  
  Serial.print("Время разряда: ");
  Serial.print(timeMicroseconds);
  Serial.out(" мкс | ");

  // Пороговое значение разряда (подбирается опытным путем)
  if (timeMicroseconds < 400) {
    Serial.println("Поверхность: БЕЛАЯ");
  } else {
    Serial.println("Поверхность: ЧЕРНАЯ");
  }

  delay(100);
}

// Функция считывания времени разряда емкости
long readQRE1113(int pin) {
  pinMode(pin, OUTPUT);
  digitalWrite(pin, HIGH); // Заряд емкости
  delayMicroseconds(10);   // Ждем полной зарядки

  pinMode(pin, INPUT);     // Переводим пин на вход
  long startTime = micros();

  // Ждем, пока пин не станет LOW
  while (digitalRead(pin) == HIGH && (micros() - startTime) < 3000) {
    // Таймаут 3000 мкс для предотвращения зависания
  }

  return micros() - startTime;
}