{"id":10199,"date":"2022-08-07T08:11:01","date_gmt":"2022-08-07T06:11:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.picademie.nl\/?p=10199"},"modified":"2025-02-07T10:03:21","modified_gmt":"2025-02-07T09:03:21","slug":"de-opto-interrupter-foto-onderbreker","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.picademie.nl\/index.php\/2022\/08\/07\/de-opto-interrupter-foto-onderbreker\/","title":{"rendered":"De foto-onderbreker"},"content":{"rendered":"\n
Een foto-onderbreker of opto-interrupter is een fotosensor die doorgaans bestaat uit licht zendende- (emitterende) en licht ontvangende componenten die tegenover elkaar zijn uitgelijnd in een enkele behuizing. De foto-onderbreker werkt door licht blokkering te detecteren wanneer een object tussen beide componenten komt, en fungeert als een optische schakelaar.<\/pre>\n\n\n\n
Waarschijnlijk heb je dit onderdeel wel eens gezien. Je vindt ze vaak bij bewegende delen zoals in printers waar motoren een mechanische uitslag veroorzaken om bijvoorbeeld de printkop heen en weer te laten gaan. De uiterste posities van de kop wordt vaak bewaakt door een sensor zoals de foto-onderbreker, ook wel opto interrupter genoemd. <\/p>\n\n\n\n
De sensor is technisch vergelijkbaar met de opto-coupler, met het verschil dat bij de foto-onderbreker er een voorwerp tussen beide (interne) onderdelen geplaatst kan worden.<\/p>\n\n\n\n
Contactloos schakelen<\/strong>
In tegenstelling tot mechanische schakelaars zijn foto-onderbrekers erg betrouwbaar omdat er geen slijtage ontstaat doordat er geen fysieke contacten in het mechanisme zitten.
Het mechanische principe van de sensor is eenvoudig. Het component bestaat uit een led die licht uitzendt (emitteert) en een detector (lichtgevoelige transistor) die het licht ontvangt. Detecteert de sensor het licht van de led, dan staat de transistor open. Wordt er geen licht door de sensor gedetecteerd, dan is de transistor dicht.<\/p>\n\n\n\n
\"\"
Functionele afbeelding van de foto-onderbreker<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Werking<\/strong>
Er zijn veel uitvoeringen van de foto-onderbreker, maar het principe is altijd dezelfde. De led emitteert en de transistor ontvangt wel of geen licht. Het schema van het onderdeel ziet er als volgt uit.<\/p>\n\n\n\n
\"\"
Schema van de foto-onderbreker. Deze is exact hetzelfde als bij een opto-coupler<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
In alle gevallen worden de aansluitingen op een foto-onderbreker naar hun functie genoemd. Op het onderdeel is vaak een indicatie aangebracht die duidelijk maakt wat de led- of transistor aansluitingen zijn. De exacte pinaansluitingen en de elektronische waarden kunnen in de datasheet van de fabrikant gevonden worden.<\/p>\n\n\n\n
\"\"
Algemene pinaansluitingen op de foto-onderbreker. De aansluitingen kunnen verschillen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
De letter ‘D’ staat voor het transistortype Darlington. Dit type wordt gebruikt om met een kleine stroom een veel grotere stroom te kunnen sturen. <\/p>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
In voorbeelden hierboven zie je niet alleen de \u2018E\u2019 en de \u2018S\u2019 op het onderdeel aangeduid, op de miniprint zie je ook het diodesymbool met een \u2018E\u2019 eronder. De module komt uit een printer.<\/p>\n\n\n\n
Ofschoon het onderdeel vier aansluitingen heeft, zie je vaak dat deze teruggebracht worden naar drie.<\/p>\n\n\n\n
\"\"
Printbanen van de miniprint<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
In het schema hieronder zie je dat de kathode (-) van de led en de emitter van de transistor met elkaar verbonden zijn. Dit is de meest voorkomende opstelling.<\/p>\n\n\n\n
\"\"
Schema miniprint foto-onderbreker<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Aan de buitenkant kun je niet zien of het een PNP of NPN transistor betreft, daar heb je de datasheet voor nodig.<\/p>\n\n\n\n
Testcircuit<\/strong>
Ik heb een schema gemaakt waarbij je led inschakelt indien er een object tussen de emitter en de detector geplaatst wordt. De voeding van het schema is 3,3V, maar het werkt ook op 5V. Ik heb 3,3V gebruikt omdat we straks het schema op de GPIO van de Raspberry Pi aansluiten.<\/p>\n\n\n\n
\"\"
Testschema met led<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Led1 signaleert of de voeding aangesloten is. Led2 licht op indien er een object tussen de emitter en de detector van de foto-onderbreker (opto interruptor) geplaatst wordt.<\/p>\n\n\n\n
Onderstaand schema kan gebruikt worden om de foto-onderbreker op de GPIO van de Raspberry Pi aan te sluiten. De gebufferde Led2 maakt het mogelijk om te zien wat het signaalniveau op de GPIO pin is.<\/p>\n\n\n\n
\"\"
Schema met GPIO uitgang en led indicatie voor voeding en detectie<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"\"
Bovenstaand schema in experimenteel stadium. Rechts zie je led2 oplichten nadat er een lichtblokkade geplaatst is.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Alleen noodzakelijke schema<\/strong>
Als je het schema wil beperken tot slechts de hoofdfunctie heb je slechts de opto interruptor met de weerstanden 330\u03a9, 10k\u03a9 en 1k\u03a9 nodig waarbij de GPIO via de 1k\u03a9 weerstand wordt aangesloten.<\/p>\n\n\n\n
\"\"
De noodzakelijke componenten om het circuit met de GPIO te verbinden.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Software<\/strong>
Om een watermeter<\/a> uit te lezen heb ik een script (gpioStatus.py<\/mark>) geschreven die hier prima voldoet. De tekst is niet van toepassing, maar het geeft de status van GPIO21 (pin40) weer.  Download hieronder het script. Sluit de voeding, de GND en de GPIO uitgang van het schema op pin 40 (GPIO21) van de Raspberry Pi aan. Na het opstarten van het Python script wordt de pin HOOG <\/mark>als je een lichtblokkade plaatst tussen de emitter en de detector van de foto-onderbreker (opto interruptor).<\/p>\n\n\n\n
Download hier de gezipte gpioStatus.py<\/a>Downloaden<\/a><\/div>\n\n\n\n
Je kunt het script naar behoefte zelf aanpassen en onderdelen ervan integreren in een groter geheel. <\/p>\n\n\n\n
Veel plezier ermee!<\/p>\n\n\n\n
\n