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Qu'est-ce qu'un photoréflecteur ?

Un photoréflecteur est un dispositif dans lequel un émetteur de lumière et un récepteur de lumière sont disposés dans la même direction. La lumière est projetée par l'émetteur de lumière. La lumière réfléchie par l'objet est détectée par le récepteur de lumière afin de détecter la présence de l'objet.

Un système qui utilise la lumière pour détecter un objet est généralement appelé photo-interrupteur. Il désigne un dispositif capable de détecter la présence ou l'absence et la position d'un objet à l'aide d'un ensemble d'émetteurs de lumière et de photodétecteurs. Les photo-interrupteurs peuvent être divisés en deux catégories : les photo-interrupteurs transmissifs et les photo-interrupteurs réfléchissants. Les photo-interrupteurs transmissifs détectent les objets en interceptant la lumière lorsqu'elle passe entre l'émetteur et le récepteur.

Les photoréflecteurs détectent la lumière émise par un émetteur de lumière lorsqu'elle est réfléchie par un objet et le récepteur de lumière détecte la lumière réfléchie. En général, le type de transmission est appelé photo-interrupteur et le type de réflexion est appelé photoréflecteur pour faire la distinction entre les deux. Cet article se limitera donc à ce dernier.

Utilisations des photoréflecteurs

Les photoréflecteurs sont principalement utilisés pour détecter des objets à courte distance. Parmi les autres usages, l'on peut citer la détection de motifs en noir et blanc - la réflectance de la lumière diffère en fonction de la couleur de la surface de l'objet -, et la mesure de la distance - l'intensité du signal varie en fonction de la distance entre l'objet et le photoréflecteur.

Un exemple spécifique est la capacité de déterminer si un objet est dans ou hors d'une position donnée. Il s'agit notamment de détecter l'état de la fixation des supports dans les lecteurs de disques. Dans les codeurs utilisés dans divers appareils, une plaque circulaire avec une fente gravée est fixée à l'axe de rotation, et un photo-réflecteur est également utilisé dans le mécanisme pour détecter la quantité de rotation en comptant cette fente.

Comme il n'y a pas d'objets dans les zones ébréchées de la fente, le nombre de zones ébréchées est compté à partir du signal de la partie réceptrice de la lumière. Un exemple de détection de différence de couleur est l'utilisation d'un robot autopropulsé comme capteur dans un mécanisme de détection de trajectoire lorsqu'il se déplace le long d'une ligne de guidage blanche.

La mesure de distances approximatives est une autre utilisation des photoréflecteurs, par exemple la détection de l'encre ou du toner restant dans les imprimantes.

Principe des photoréflecteurs

Un photoréflecteur se compose d'un élément émetteur de lumière, qui est une LED dans le proche infrarouge, et d'un élément récepteur de lumière, qui est un phototransistor ou une photodiode, pointant dans la même direction. La lumière émise par l'élément émetteur de lumière est réfléchie par l'objet à détecter, et l'élément récepteur de lumière détecte la lumière réfléchie pour détecter l'objet.

L'intensité de la lumière réfléchie dépend en partie de la distance entre l'objet et le photoréflecteur. Plus l'objet et le photoréflecteur sont proches, plus la lumière réfléchie est forte, de sorte que la distance entre l'objet et le photointerrupteur peut être approximativement déterminée à partir de l'intensité de la lumière réfléchie.

Comme la réflexion de la lumière dépend de la couleur et de la densité de l'objet, la détection de l'intensité lumineuse permet également de détecter les différences de couleur et les nuances de gris.

Autres informations sur les photoréflecteurs

Points à noter lors de l'utilisation de microdétecteurs photo réfléchissants

1. Lumière ambiante

L'élément récepteur de lumière d'un photoréflecteur est structurellement construit vers l'extérieur, de sorte que la lumière perturbatrice a tendance à passer autour de la partie réceptrice de lumière. En général, un filtre de coupure de la lumière visible, qui bloque la lumière d'une longueur d'onde de 700 nm ou moins, est installé dans la partie réceptrice de la lumière du photoréflecteur pour réduire l'influence de la lumière perturbatrice. Même cela ne peut la filtrer complètement.

2. Arrière-plan

L'arrière-plan a pour effet que la lumière provenant de l'émetteur de lumière est réfléchie par un objet en arrière-plan, même s'il n'y a pas d'objet à détecter, ce qui entraîne une fausse détection par l'élément récepteur de lumière. Par exemple, si une feuille de papier passe sur un cadre en acier inoxydable ou galvanisé et que le passage du papier est détecté, il peut arriver que le niveau du signal de réception de la lumière en l'absence de papier soit plus élevé que le niveau du signal de réception de la lumière lorsque du papier est détecté.

Par conséquent, l'arrière-plan doit être d'un noir pur ou comporter un grand espace disponible.

3. Réflexion lumineuse de l'objet détecté

En ce qui concerne le niveau de sortie, il convient de noter que la quantité de lumière réfléchie varie considérablement en fonction du type, de la distance et de la taille de l'objet détecté. À l'origine, le photocourant d'un microdétecteur photo réfléchissant ne fournit qu'un niveau de courant de quelques dizaines à quelques centaines de µA, même lorsqu'il détecte un objet. Aussi, il faut admettre que le niveau de sortie de l'élément récepteur de lumière lui-même est faible.

Il faut garder à l'esprit que, même lorsque l'environnement est sombre, le photodétecteur est traversé par des courants d'obscurité et des courants de fuite qui peuvent atteindre 10 µA ou plus en cas d'augmentation de la température. Ces niveaux de bruit ne peuvent pas être ignorés par rapport au niveau du signal. Une attention particulière doit être accordée aux objets à faible réflectance car le rapport signal/bruit sera très faible.

4. Détection d'objets petits ou transparents

Si l'objet à détecter est petit ou transparent, la lumière réfléchie est faible et le niveau du signal de sortie du photodétecteur est faible et peut être confondu avec le bruit. Il est important de vérifier les spécifications du photointerrupteur en fonction de la taille de l'objet à détecter.