KY-010 - Optischer Unterbrechungssensor

KY-010 - Optischer Unterbrechungssensor

Wichtig

Das KY-010-Modul arbeitet mit Infrarot-Licht, was für das menschliche Auge grundsätzlich unsichtbar ist. Allerdings haben alle Lichtquellen einen Infrarot-Anteil. Manche mehr, manche weniger. Wenn nun die Lichtstrecke in Form des Infrarot-Lichts unterbrochen wird, aber im Umgebungslicht sehr viel Infrarot-Anteil enthalten ist, dann kann es sein, dass die Unterbrechung der Lichtstrecke nicht erkannt wird.

  • Lichtschranke
  • Rauchmelder
  • Drehzahlmessung

Das KY-010-Modul wird oft als Photo Interrupter Module bezeichnet. Es ist aber auch unter Optical Fracture Sensor oder Optical Broken Module bekannt. Im Prinzip ist es ein optischer Unterbrechungssensor.
Der optische Unterbrechungssensor sieht ein wenig aus wie eine Brücke, die auf dem Kopf steht. In den beiden hervorstehenden Pfosten befindet sich ein Infrarot-Sender (IR-Leuchtdiode) und auf der anderen Seite ein Infrarot-Empfänger (Foto-Transistor).

Die Lichtschranke bildet die optische Verbindung zwischen der Leuchtdiode und dem Transistor. Wird diese Verbindung unterbrochen, dann lässt sich das am Signalausgang des Foto-Transistors feststellen. Man wird diesen Signalausgang in der Regel digital auswerten.

Infrarotlicht (IR) wird deshalb benutzt, weil der Infrarot-Anteil von normalem Tageslicht gering ist. So kann man mit geringer Lichtstärke arbeiten, was den Stromverbrauch auf das nötigste begrenzt.

Anwendung in der Praxis

Wenn man sich dieses Lichtschranken-Modul vom Typ KY-010 so ansieht, dann stellt sich die Frage, wie man das sinnvoll einsetzen soll. Wozu soll dieser Schlitz gut sein?

Natürlich begrenzt die Bauart des Moduls die Möglichkeiten. Im Vergleich zu anderen Sensor-Modulen muss man mehr Aufwand in die Mechanik betreiben. Typischerweise wird ein Zahnrad verwendet, dass so positioniert ist, dass es sich durch die Lücke in der Brücke dreht. Man könnte auf diese Weise eine Drehzahlmessung durchführen.

Zum Experimentieren reicht aber ein Stück Papier, dass auch gefaltet sein kann, bis es in der Lücke stecken bleibt.
Man kann dann mit dem KY-010-Modul einen Alarmschalter bauen, wenn ein Stift oder Riegel aus der Lücke gezogen werden.
Die Schwierigkeit liegt dann weniger in der Auswertung, sondern eher im mechanischen Aufbau, dass das auch sicher funktioniert.

Eine Alternative ist der Einsatz als Rauchmelder (Smoke Detector). Viele Rauchmelder funktionieren nach diesem technischen Prinzip. Das funktioniert natürlich nur, wenn es ordentlich qualmt, weshalb Experimente nur begrenzt möglich sind. Zumindest kann man mit einem Gegenstand das Unterbrechen der optischen Verbindung simulieren, wenn man keinen Qualm verwenden will.

Pinbelegung und Kennzeichnung

KY-010 - Pinbelegung und Kennzeichnung

Das Lichtschranken-Modul vom Typ KY-010 gibt es in unterschiedlichen Bauformen. Die Beschriftung auf der Platine, insbesondere der Anschlüsse, kann sich deshalb unterscheiden. Die Schaltung ist aber in der Regel identisch.

  • Links (-): GND / Masse / 0 Volt
  • Mitte: +VCC z.B. 3,3 oder 5 Volt
  • Rechts (S): Signalausgang des Fototransistors

Manchmal sind der linke und rechte Anschluss genau anders herum gekennzeichnet.

  • Links (S): Signalausgang des Fototransistors
  • Mitte: +VCC z.B. 3,3 oder 5 Volt
  • Rechts (-): GND / Masse / 0 Volt

Hinweis: Beim Verbinden eines Mikrocontrollers mit dem Modul empfiehlt es sich auf die Beschriftung zu achten. Die Pins für GND (-) und +VCC können auch woanders liegen.

Ansteuerung und Anwendungen

Funktional kann man den optischen Sensor vom Typ KY-010 wie einen Schalter sehen, der bei einer Unterbrechung der optischen Signalstrecke geschlossen wird. Entsprechend muss er ausgewertet werden.

Wir wollen zwei Funktionen mit dem optischen Unterbrechungssensor realisieren:

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