Funktionsprinzip und Anwendungen des IR-Sensors TCRT5000

Der TCRT5000 IR-Sensor ist ein reflektierendes Infrarot-Sensorgerät, das für die Nahbereichserkennung von Objekten und Oberflächen in elektronischen und eingebetteten Systemen entwickelt wurde.In diesem Artikel werden die Funktionen des TCRT5000 IR-Sensors, die Arbeitsschaltung, die Pinbelegung, Spezifikationen, Anwendungen, Vorteile und mehr erläutert.

Katalog

Übersicht über den IR-Sensor TCRT5000

Die TCRT5000 Der IR-Sensor ist ein reflektierender Infrarotsensor von Vishay.Es kombiniert eine Infrarot-LED und einen Fototransistor in einem einzigen Gehäuse, um Objekte in der Nähe anhand des reflektierten IR-Lichts zu erkennen.Wenn ein Objekt vor dem Sensor platziert wird, wird das emittierte Infrarotlicht zurückreflektiert und vom Fototransistor erfasst, was zu einer Änderung des Ausgangssignals führt.Dieses einfache Prinzip ermöglicht eine zuverlässige Nahbereichserkennung.

Der TCRT5000 wird häufig für Linienverfolgungsroboter, Objekterkennung, Positionserkennung und Oberflächenkontrasterkennung verwendet.Es funktioniert am besten bei sehr geringen Entfernungen und funktioniert dank seines eingebauten Tageslichtfilters auch bei normalen Lichtverhältnissen gut.

Wenn Sie am Kauf des IR-Sensors TCRT5000 interessiert sind, kontaktieren Sie uns bitte bezüglich Preis und Verfügbarkeit.

TCRT5000 IR-Sensor CAD-Modelle

Details zur Pinbelegung des IR-Sensors TCRT5000

Pin Nein.	Pin Name	Typ	Beschreibung
1	Emitter (E)	Ausgabe	Emitterstift von Der Fototransistor.Es liefert das Ausgangssignal bei reflektiertem IR Licht wird erkannt.
2	Sammler (C)	Ausgabe	Sammelstift von Der Fototransistor.Normalerweise über einen Pull-up mit VCC verbunden Widerstand.
3	Kathode (K)	Macht	Kathode des Infrarots LED.Mit Masse (GND) verbinden.
4	Anode (A)	Macht	Anode des Infrarots LED.Über einen Strombegrenzungswiderstand mit VCC verbinden.

Alternativen und gleichwertiges Modell

• TCRT5000L

• CNY70

• QRD1114

• QRE1113

• RPR220

Technische Daten des IR-Sensors TCRT5000

Parameter	Spezifikation
Hersteller	Vishay
Marke	Vishay Halbleiter
Erfassungsmethode	Reflektierend
Erfassungsabstand	0,2 mm bis 15 mm
Ausgabetyp	Fototransistor
Anzahl Kanäle	1 Kanal
Wellenlänge	950 nm
Sammler-Emitter Spannung (VCEO Max)	70 V
Maximal Kollektorstrom	100mA
Durchlassspannung (Vf)	1,25 V
Sperrspannung (Vr)	5 V
Vorwärtsstrom (Wenn)	60mA
Macht Verlustleistung (Pd)	200 mW
Mindestens Betriebstemperatur	-25 °C
Maximal Betriebstemperatur	+85 °C
Montageart	Durchgangsloch
Verpackung	Rohr
Höhe	7 mm
Länge	10,2 mm
Breite	5,8 mm
Stückgewicht	0,085856 Unzen
RoHS/ REACH / SVHC	Konform

Funktionen des TCRT5000 IR-Sensors

• Reflektierende Infrarot-Sensortechnologie

• Integrierter IR-LED-Emitter und Fototransistor-Detektor

• Bedrahteter (Durchgangsloch-)Gehäusetyp

• Fototransistor-Ausgangssignal

• Kompakte Abmessungen: 10,2 × 5,8 × 7 mm (L × B × H)

• Objekt- und Oberflächenerkennung im Nahbereich

• Spitzenschaltabstand von 2,5 mm

• Effektiver Erfassungsbereich von 0,2 mm bis 15 mm

• Typischer Kollektorausgangsstrom von 1 mA unter Testbedingungen

• Infrarot-Emitter-Wellenlänge von 950 nm

• Eingebauter Tageslicht-Sperrfilter

• Schnelles und stabiles Ansprechverhalten

• Geringer Stromverbrauch

• Geeignet für Linienverfolgung und Näherungserkennung

• Bleifreie Leitungen für bleifreies Löten

• RoHS-konform (2002/95/EG)

• WEEE-konform (2002/96/EG)

TCRT5000 IR-Sensor arbeitet im Stromkreis

Der IR-Sensor TCRT5000 erkennt reflektiertes Infrarotlicht und wandelt es in ein sauberes elektrisches Ausgangssignal um.Der Sensor besteht links aus einer IR-LED und rechts aus einem Fototransistor.Wenn die IR-LED mit Strom versorgt wird, sendet sie Infrarotlicht in Richtung einer nahegelegenen Oberfläche.Ist ein Gegenstand vorhanden, wird ein Teil dieses Lichts zum Fototransistor zurückreflektiert.

Im Stromkreis begrenzt der Widerstand R1 (150 Ω) den durch die IR-LED fließenden Strom, um diese zu schützen und eine stabile Lichtemission zu gewährleisten.Die LED schaltet sich kontinuierlich ein, wenn VCC angelegt wird, und stellt so eine konstante Infrarotquelle für die reflexionsbasierte Erkennung bereit.Eine reflektierende Oberfläche erhöht die Menge des zum Fototransistor zurückkehrenden IR-Lichts.

Auf der Empfängerseite ist der Kollektor des Fototransistors über R2 (10 kΩ) mit VCC verbunden und bildet so einen Pull-up-Widerstand.Wenn reflektiertes IR-Licht erkannt wird, leitet der Fototransistor mehr Strom, wodurch die Spannung am Kollektorknoten abfällt.Diese variierende Spannung stellt die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Objekts dar.

Der Operationsverstärker (U1) dient als Komparator, um das analoge Signal in einen stabilen digitalen Ausgang umzuwandeln.R3 (10 kΩ) legt eine Referenzschwellenspannung am Komparatoreingang fest.Wenn die Spannung des Fototransistors diesen Schwellenwert überschreitet, schaltet der Komparator seinen Ausgang um und erzeugt ein klares HIGH- oder LOW-Signal am OUT-Pin.Dadurch eignet sich die Schaltung für Mikrocontroller, linienfolgende Roboter und Objekterkennungssysteme.

TCRT5000 IR-Sensoranwendungen

• Linienfolgende Roboter

• Hindernis- und Näherungserkennung

• Erkennung der Anwesenheit von Objekten

• Oberflächenfarb- und Kontrasterkennung (Schwarz vs. Weiß)

• Kanten- und Grenzerkennung

• Positions- und Wegerkennung

• Drehgeber und Geschwindigkeitserkennung

• Papiererkennung in Druckern und Zuführungen

• Schlitz- und Markierungserkennung

• Industrielle Automatisierungserkennung

• Robotik-Navigationssysteme

Mechanische Abmessungen

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile des TCRT5000 IR-Sensors

• Einfache und kostengünstige reflektierende Sensorlösung

• Kompakte Größe mit integrierter IR-LED und Fototransistor

• Einfache Anbindung an Mikrocontroller und Komparatoren

• Schnelle Reaktionszeit für Echtzeiterkennung

• Geringer Stromverbrauch

• Gute Leistung für die Nahbereichserfassung

• Eingebauter Tageslicht-Sperrfilter verbessert die Stabilität

• Durchkontaktiertes Gehäuse für einfaches Prototyping

Einschränkungen des IR-Sensors TCRT5000

• Sehr kurzer Schaltabstand

• Die Erkennungsgenauigkeit hängt von der Oberflächenfarbe und dem Reflexionsvermögen ab

• Empfindlich gegenüber starkem Umgebungsinfrarotlicht

• Nicht für die Fernmessung geeignet

• Der Analogausgang erfordert eine externe Signalaufbereitung

• Begrenzte Präzision für exakte Distanzmessung

Hersteller

Vishay verfügt über starke Fertigungskapazitäten bei der Herstellung des IR-Sensors TCRT5000, unterstützt durch fortschrittliche optoelektronische Fertigung, präzise Integration von Infrarot-Emittern und Fototransistor-Detektoren sowie hochvolumige automatisierte Montagelinien für Durchgangslochkomponenten.Das Unternehmen nutzt kontrollierte Fertigungsumgebungen, um die optische Genauigkeit und Konsistenz aufrechtzuerhalten, sowie strenge elektrische und optische Tests, um einen stabilen Erfassungsabstand, Ausgangsleistung und Wellenlängengenauigkeit sicherzustellen.Vishay folgt außerdem strengen Qualitätsmanagementsystemen und internationalen Standards und ermöglicht so eine zuverlässige Massenproduktion mit engen Toleranzen, langer Haltbarkeit und vollständiger Einhaltung der RoHS- und WEEE-Anforderungen.

Datenblatt PDF

TCRT5000 Datenblatt:

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Funktioniert der IR-Sensor TCRT5000 mit Arduino und anderen Mikrocontrollern?

Ja, der TCRT5000 funktioniert gut mit Arduino, ESP32, PIC und anderen Mikrocontrollern, die entweder analoge Eingänge oder digitale Komparatorschaltungen verwenden.

2. Welche Widerstandswerte werden für die TCRT5000 IR-LED empfohlen?

Bei 5 V wird üblicherweise ein Strombegrenzungswiderstand zwischen 150 Ω und 220 Ω verwendet, um die IR-LED zu schützen und eine stabile Emission sicherzustellen.

3. Funktioniert der TCRT5000 IR-Sensor bei hellem Sonnenlicht?

Es kann bei normaler Beleuchtung betrieben werden, starkes Sonnenlicht oder intensive IR-Quellen können jedoch trotz seines Tageslicht-blockierenden Filters die Genauigkeit beeinträchtigen.

4. Kann der TCRT5000 transparente oder glänzende Objekte erkennen?

Bei transparenten oder stark reflektierenden Oberflächen ist die Erkennung unzuverlässig, da IR-Licht durchdringen oder unvorhersehbar streuen kann.

5. Ist der TCRT5000 zur Geschwindigkeits- oder Drehzahlmessung geeignet?

Ja, es kann für die grundlegende Geschwindigkeits- oder Drehzahlmessung verwendet werden, wenn es mit reflektierenden Markierungen in Anwendungen im Encoder-Stil kombiniert wird.

6. Welche Versorgungsspannung wird typischerweise für den TCRT5000 verwendet?

Die IR-LED wird normalerweise mit 3,3 V oder 5 V über einen Widerstand versorgt, während die Fototransistorseite vom Schaltungsdesign abhängt.

7. Können mehrere TCRT5000-Sensoren nahe beieinander verwendet werden?

Ja, es wird jedoch ein Abstand oder eine Abschirmung empfohlen, um Störungen durch reflektiertes IR-Licht zwischen den Sensoren zu verhindern.