[TUTORIAL] 2 – Costruire un cronometro da pista con Arduino – Fotocellule

La scelta delle fotocellule

Dal momento che si tratta di un cronometro da pista sono necessari dei sensori che rilevino il passaggio dell’atleta o di qualsiasi cosa si voglia cronometrare. Il miglior modo per rilevare il passaggio di un corpo è attraverso l’interruzione di una barriera a infrarossi generata attraverso delle fotocellule ad infrarosso. La maggior parte delle fotocellule necessita che sia alimentata la parte trasmittente che quella ricevente, ma per evitare di avere il doppio dei cavi di alimentazione o cavi che attraversano la pista io consiglio di utilizzare fotocellule a retro-riflessione. I modello che ho utilizzato è la SICK WL250-N430. E’ possibile però utilizzare facilmente qualsiasi modello basta che soddisfi le seguenti caratteristiche:

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  1. Sia a retro-riflessione (che sia dotata di un catadiottro che chiuda la barriera a infrarossi anziché necessiti dell’alimentazione dia al trasmettitore che al ricevitore)
  2. L’uscita deve essere di tipo NPN (o N) e non di tipo PNP (o P), ovvero che l’uscita sia un Transistor (o Mosfet) in configurazione open-collector (o open-drain) in modo da non dover aggiungere componenti per doverne invertire la polarità. La fotocellula con uscita NPN (o N) è in grado fornire il potenziale di massa (o livello 0 in ingresso a un pin digitale di Arduino).

Una valida alternativa alla Sick è questa fotocellula che trovate a un ottimo prezzo su ebay

Ad esempio una buona fotocellula a un prezzo competitivo può essere questa :

Fotocellula OMRON

https://www.ebay.it/itm/123128919145?ssPageName=STRK:MESELX:IT&_trksid=p3984.m1558.l2649

Ho connesso le fotocellule di START e di STOP rispettivamente al pin 6 e al pin 7 di Arduino, questo per lasciare libera la porta SPI (pin 11,12 e 13) in modo da poter montare successivamente il modulo NRF24L01 per implementare una fotocellula WIRELESS.

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C’è da tenere presente che, molto probabilmente, le fotocellule che utilizzerete non potranno essere alimentate a 5Vdc (tensione di cui disporrete attraverso l’USB). Come si vede nello schema di principio, sarà pertanto necessario innalzare la tensione da 5Vdc alla tensione sufficiente ad alimentare le fotocellule (che può essere anche di 30Vdc). Per fare questo io ho utilizzato in DC/DC converter STEP-UP basato sull’integrato LM2621.

im130801001_8Per connettere le fotocellule ad Arduino ho utilizzato del cavo schermato 2 poli + massa dove potete utilizzare il rosso come alimentazione per le fotocellule ( Arancio nello schema) il bianco come segnale di passaggio dalla barriera (Giallo e Blu) e la schermatura come massa (Nero).

cavo

Facilmente reperibile come cavo audio schermato in rotolo anche da 100metri.

 

matassa

 

Nel prossimo post spiegherò come ho misurato il tempo di reazione a partire dallo sparo, utilizzando un accelerometro posto sul blocco di partenza.

 

 

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