Arduinoでフォトリフレクタ”RPR-220”を使ってみました。
回路の組み立て方やArduinoスケッチ、実際に動作させたときの様子などについてまとめておきます。
フォトリフレクタとは
フォトリフレクタは光を用いたセンサの一種です。赤外線LEDとフォトトランジスタという2つの素子が組み込まれています。
赤外線LEDから放たれた光が物体に当たった際の反射光をフォトトランジスタで受け取ることで、物体を検出することができます。
フォトリフレクタはライントレーサーのライン検出などに用いられることが多いです。
フォトリフレクタをArduinoに接続してみよう
まずは動作方法を確認
フォトリフレクタは次のような手順を経て動作します。
①赤外線LEDを光らせる
②LEDの前に物体が近づくと光が反射され、フォトトランジスタに光が入射する
③光が入射した場合、フォトトランジスタ側に電流が流れる
④フォトトランジスタに流れた電流値を測定することで、物体との距離や、物体の色を識別できる
この一連の動作を行うためには、LEDを光らせる回路とフォトトランジスタの出力を測定する回路を組めばよいことになります。
回路を組んでみる
今回はこちらに示す回路を組んでみることにします。
簡単に回路図の説明をします。
図の5Vと書かれた部分はArduinoの5Vピンを表しています。
5Vピンを赤外線LEDとフォトトランジスタにそれぞれ接続することで、LEDとトランジスタに電気を供給します。
抵抗値についてはいろいろな値を試した結果、一番動作が安定した値（LED側400Ω、フォトトランジスタ側2kΩ）にすることにしました。
配線してみる
電子回路が設計できたので、次は配線を行っていきます。
今回扱うフォトリフレクタには足が4本生えているため、どの足をどこにつなげばよいか調べる必要があります。
そこで、フォトリフレクタ（RPR-220）のデータシートを読んでみます。
データシートはこちらから↓
www.rohm.co.jp
データシートを見ると、４本の足のうち、1番と2番の足がLEDの端子、3番と4番の端子がフォトトランジスタの端子になっているようです。
この図の指示に従って配線すると、1番・4番の足にArduinoの5Vピンを、2番・3番ピンをそれぞれ抵抗を経由してArduinoのGNDピンに接続すればよいことになります。
最終的な配線図は次のようになりました。
フォトリフレクタの動作をチェックしてみる
では実際にArduinoにフォトリフレクタ回路を接続し、動作を確認してみます。
上図の抵抗R2のフォトリフレクタ側の足とArduinoのアナログピンを接続すれば、R2における電圧降下の量を読み取ることができます。
Arduinoには次のようなプログラムを書き込みました。
gistc0887693ccf1fc19bca256b9020feca6
フォトリフレクタに黒い紙を近づけると以下のような結果になりました。
次に、白い紙を近づけて値を確認してみます。
以上の結果をまとめるとこのようになります。
表示される値が大きい場合→白色を検出している
この性質を用いることで、白い紙の上に書かれた黒線を検出するなどの処理を行うことができます。
