RAK12031/RAK12028 WisBlock Оптический датчик прерывания луча SX1041

Технические характеристики

• Модель: RAK12031_VB+RAK12028_VA WisBlock Through Beam Fork Sensor (SKU: 110073)
• Напряжение питания: 3.3В DC
• Максимальный ток: 20 мА
• Вид датчика: оптический датчик прерывания луча инфракрасный
• Чип датчика: EE-SX1041 Omron (ИК излучатель + фотоприёмник)
• Интерфейс: GPIO
• Диапазон волны луча: 940 нм
• Ширина луча: 0.5 x 2.2 мм
• Время отклика: 5 мкс
• Форма корпуса: П-образная вилка
• Область рабочей зоны, внутренний паз: 5 х 7.5 мм
• Соединительный разъём: FWF10002-S06S24W5M TXGA
• Температура эксплуатации: -25­°С ~ +85°С
•  Размеры
  • RAK12031: 15 х 25 мм
  • RAK12028: 10 х 10 мм

Комплектация

• Датчик прерывания луча EE-SX1041 RAK12031 - 1 шт
• Плата адаптера RAK12028 - 1 шт
• Кабель соединительный 6-пиновый 20 см - 1 шт

Оптический датчик цвета RAK12031 T-Beam-Fork (TBM) Sensor входит в серию продуктов модульного конструирования цифровой программируемой платформы WisBlock, ориентированной на создание быстрособираемых систем сверхкомпактного электронного оборудования с низким энергопотреблением, обладающих возможностью последующей модернизации с применением метода произвольного реконфигурирования аппаратной или программной части. Платформа WisBlock уверенно демонстрирует себя надёжной и одновременно низкозатратной опорой для лёгкого, быстрого, и качественного решения множества задач в области развития и интеграции современных IoT-технологий. Поддерживаемая разработчиками и мировым сообществом, платформа имеет внушительный спектр функциональности, и прекрасно подходит для воспроизводства различных устройств от единичного количества до серийных масштабов. Полностью открытая для изучения, платформа WisBlock предоставляет возможности проектирования и встраивания индивидуальных модулей. Среди прочих выгодных достоинств, платформа WisBlock располагает управляемой системой питания, определяющей наиболее эффективное расходование энергоресурсов автономных приложений. Модульная система WisBlock охватывает популярные стандарты беспроводной радиопередачи на короткие и длинные расстояния, а также всецело совместима с облачными технологиями.

На плате RAK12031 WisBlock T-Beam-Fork расположен оптический сенсор EE-SX1041 от Omron, имеющий паз рабочей области 5 х 7.5 мм. Датчик прерывания светового луча позволяет воспроизводить на его основе различные варианты линейного или кругового оптического энкодера для определения расстояния перемещения или скорости вращения связанных объектов. Наравне с механическими, отпический энкодер служит неотъемлемой частью всевозможных систем обратной связи подвижного электромеханического оборудования. Оптический энкодер выгодно отличается отсутствием важных недостатков, присущих механическим моделям - неизбежным износом контактных частей, влияющих на целостность сигнала.

Оптический энкодер RAK12031 WisBlock используется вместе с кодовым диском или линейной кодовой шкалой. В корпусе датчика П-образном формы (вилка) находятся излучатель света (ИК-светодиод) и фотоприёмник (фототранзистор). Главный принцип оптического кодирования заключается в прохождении луча инфракрасного излучателя сквозь чётко сформированную последовательность перфорированных отверстий, с его попаданием на светочувствительную область фотоприёмника. Под воздействием прямого луча или в моменты его отсутствия (перекрытие посторонним предметом), фотоприёмник образует противоположные по уровню напряжения сигналы. Высокий или низкий уровень входящего сигнала, продолжительность каждого импульса, и количество импульсов за условный промежуток времени, принимаются в расчёт скорости вращения или пройденного расстояния внешними управляющими системами. Количество генерируемых оптическим энкодером сигналов на условном участке кодовой шкалы или кодового диска целиком зависит от плотности и размеров перфорации. Размер прямоугольного луча оптического прерывателя RAK12038 составляет 0.5 х 2.2 мм.

Примеры устройства оптического энкодера

Функциональное определение выводов 24-контактного разъёма датчика цвета и приближения RAK12031/RAK12028

Распределение выводов в многоканальных 24-контактных разъёмах моделей RAK12028 и RAK12031 немного отличаются друг от друга. Только из-за большей универсальности, модуль RAK12028 располагает выводами SDA и SCL цифровой последовательной шины I2C, не востребованной в конструкции оптического датчика RAK12031. У обоих плат задействованы выводы питания 3V3_S и GND, контролируемые через WB_GPIO2 программируемого ядра WisBlock Core. Выход сигнальных импульсов датчика EE-SX1401 выведен в линию SIGNAL_PIN. Остальные контакты NC не имеют внутренних соединений.

Образец монтажа

Модуль RAK12031/RAK12028 WisBlock TBF Sensor разработан для установки в 24-контактный слот WisBlock Sensor, снабжающий питающим напряжением датчик прерывания луча. В разном количестве от 2 до 6 штук, разъёмом Sensor Slot укомплектованы все базовые платы WisBlock Base. Слот Sensor Slot поддерживает прямой и реверсивный способы присоединения. Дополнительно для работы с датчиком потребуется процессорный блок WisBlock Core с интегрированным программируемым контроллером.

На изображении показан способ крепления платы-адаптера RAK12028 к свободному слоту А на верхней стороне RAK5005-O. Также датчик может быть установлен в слоты A, C, D, E или F любой базовой платы.

Датчик RAK12031 оснащён дополнительным 24-контактным разъёмом присоединения к базовой плате WisBase с помощью 120-миллиметрового плоского гибкого печатного шлейфа (RAK19005), когда требуется нетиповое соединение компонентов в конструкции создаваемого WisBlock-приложения.

На лицевой стороне RAK12028 и прочих модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Эта метка находится рядом с коннектором.

Электрическая принципиальная схема RAK12031/RAK12028 WisSensor TBF

Схема платы-адаптера RAK12028

Схема датчика прерывания луча RAK12031

Физические размеры, мм

Плата адаптера RAK12028

Датчик прерывания оптический RAK12031

Программное обеспечение

1. Примеры программирования оптического датчика прерывания RAK12031 Through Beam Fork Sensor

Техническая документация

1. Спецификация оптического датчика прерывания EE-SX1401 Omron (англ., PDF, Datasheet)
2. Краткое руководство пользователя модулем RAK12031/RAK12028 WisBlock T-Beam-Sensor
3. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
3. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных модулей