Compuerta Infrarroja

Compuerta infrarroja
La compuerta infrarroja
(Photogate) PASCO ME-9498A
es un dispositivo muy
versátil con aplicación a
una gran cantidad de
experimentos.
Posee un LED infrarrojo
ubicado en uno de sus brazos
que emite un haz muy
colimado hacia un fotosensor
en el otro brazo. Es un
sensor digital, emite “cero”
a la salida cuando el
receptor está bloqueado y
“uno” cuando recibe señal
desde el LED. En la parte
trasera del sensor se
encuentra otro LED que se
enciende cuando el haz está
interrumpido. Tiene dos
orificios en los laterales a
los cuales se puede adosar
un agarre para colocar la
compuerta en un pie PASCO y
un enganche en la parte
superior para colocar una
polea de brazos opacos.
Para conectar la compuerta a
la interfase y al timer se
utiliza un cable plug-RJ12
(ficha telefónica).
Más información:
_Manual del sensor:
ftp://ftp.pasco.com/manuals/English/ME/
ME-9498A/012-06372A/012-06372A.pdf
(*) es el tiempo que transcurre entre que
Especificaciones:
-Tiempo de respuesta del
receptor(*): menos de
500ns
-Tiempo de relajación del
receptor(**): menos de
50ns
-Error de paralaje: para
un objeto que pase a 1cm
del receptor con una
velocidad de 10m/s el
error en la determinación
de la longitud es menor a
1mm
-Fuente infrarroja: pico
en 880 nm.
el receptor recibe el estímulo y el voltaje
a la salida llega al nivel considerado
como “uno”.
(**)es el tiempo que transcurre entre que
el estímulo es retirado y el voltaje a la
salida llega al nivel considerado como
“cero”.
Montaje:
1. Colocar la compuerta en
un soporte PASCO.
2. Orientarla de manera
que el objeto a sensar
corte el haz
perpendicularmente.
Para minimizar el error
de paralaje procurar
que el objeto pase lo
más cerca posible del
receptor.
3. Conectar la ficha RJ12
a la compuerta y la
ficha plug a la
interfase o al timer.
4. Comprobar que el
dispositivo funciona
obstruyendo el haz y
observando el LED
lateral.
Photogate + Timer
El PASCO ME-9215A es un
dispositivo muy útil junto
con las compuertas
infrarrojas. Brinda la
posibilidad de utilizarlas
sin necesidad de una
computadora ni una
interfase. Posee tres modos
de cronometrar las señales
de la compuerta, una memoria
que permite almacenar dos
medidas sucesivas y dos
posibles resoluciones.
Además está equipada con un
botón START/STOP que permite
utilizarla como cronómetro.
El timer viene de fábrica
con una fotocompuerta
incorporada pero posee una
entrada para ficha plug que
permite agregarle otra
photogate.
Más información:
_Manual del sensor:
Modos de
uso:
Como ya se mencionó, existen
tres formas en las que el
Timer puede cronometrar las
señales de la compuerta:
 Modo Gate: en este modo
el Timer cuenta el
tiempo que el haz
permanece obstruido. El
tiempo empieza a correr
cuando el sensor deja
de recibir la señal
desde el LED y se
detiene cuando esta
regresa. Esta función
resulta útil para
determinar la velocidad


promedio de un objeto
de longitud conocida.
Modo Pulse: en el modo
pulso el timer cuenta
el tiempo entre dos
interrupciones
sucesivas. El aparato
comienza a contar en
cuanto el haz es
interrumpido, espera a
que la señal regrese y
se detiene cuando es
interrumpida
nuevamente. En caso de
tener dos compuertas
conectadas el timer no
distingue entre
interrupciones de una o
de otra, por lo que da
lo mismo que las
obstrucciones ocurran
ambas en la misma
photogate o una en cada
una. Con las dos
compuertas conectadas
es posible utilizar
esta función para medir
el tiempo que tarda un
móvil en recorre la
distancia que las
separa.
Modo Péndulo: como su
nombre lo indica, este
modo está pensado para
determinar el período
de un péndulo. En este
caso el tiempo comienza
a corre a la primera
interrupción del haz,
continúa corriendo
mientras la señal
regresa, ignora la
siguiente interrupción,
la señal regresa
nuevamente y finalmente
el tiempo deja de
correr a la tercera
interrupción.

Cronómetro manual: como
se mencionó la unidad
cuenta con un botón
STAR/STOP. Presionar
este botón tiene el
mismo efecto que
interrumpir el haz de
la compuerta por lo que
en modo PULSE permite
utilizar el Timer como
un cronómetro de mano.
Memoria:
El timer PASCO ME-9215
posee una memoria que
puede resultar útil a la
hora de realizar dos
medidas consecutivas como
las velocidades pre y
post colisión por
ejemplo.
Para utilizar la memoria:
1. Mover el
interruptor de
MEMORY a ON.
2. Presionar RESET.
3. Iniciar el
experimento: El
primer tiempo
medido t1 aparecerá
en la pantalla, el
segundo tiempo t2
no.
4. Anotar t1. Mover el
interruptor de la
memoria a READ,
aparecerá una cifra
que será la suma
t1+t2.
Notas:
 Si bien el haz de la
fotocompuerta es fino,
tiene un ancho finito
lo que puede provocar
diferencias entre la
longitud real y la
longitud efectiva (la
que ve el sensor) de un
objeto debida a errores
de paralaje. La
longitud efectiva de un
móvil es la que hay que
tener en cuenta a la
hora de terminar su
velocidad promedio en
el modo GATE. Una forma
de minimizar el error
de paralaje es, como ya
se mencionó, procurar
que el móvil corte el
haz lo mas cerca
posible del receptor.
Para eliminar
completamente este
error, determinando la
longitud efectiva del
móvil:
1. Con el timer en
modo GATE
trasladar el móvil
a lo largo del
camino que seguirá
en el experimento.
2. En cuanto el
objeto interrumpa
el haz (el LED
indicador se
encenderá) medir
la distancia entre
el móvil y algún
punto de
referencia
externo.
3. Continuar moviendo
el objeto. Cuando
deje de
interrumpir el haz
(el LED se
apagará) medir
nuevamente la
distancia al punto
de referencia.
4. La diferencia
entre las dos
distancias será la
longitud efectiva
del objeto.
 El timer se puede
utilizar en dos
resoluciones que se
seleccionan con el
interruptor en el
frente del aparato.
Con la resolución de 1ms
se puede medir un tiempo
máximo de 20s, con la de
0.1ms un tiempo máximo de
2s.
Photogate + Interfase
Como con todos los sensores
PASCO, tambien es posible
utilizar las fotocompuertas
con una PC por medio de una
interfase PASCO. Además de
la obvia ventaja de poder
almacenar una gran cantidad
de datos, la PC permite
utilizar hasta 4 compuertas
en simultaneo (con el modelo
750) y realizar gráficos en
tiempo real de las medidas.
Modos de uso con el Science
Workshop: Una vez conectada
la photogate a la interfase,
al arrastrar el icono de la
ficha plug al puerto
correspondiente surge un
menú que ofrece varias
configuraciones de
compuertas:
 Photogate & Picket
Fence: es la opción a
elegir si se va a
utilizar una de las
láminas de acrílico
transparente con bandas
oscuras equiespaciadas.
Con esta opción es
posible medir el tiempo
entre bandas, la
posición, la velocidad
o la aceleración.
 Photogate & Solid
Object: al elegir esta
opción aparecerá una
ventana donde se debe
ingresar la longitud
efectiva del objeto a
utilizar, una vez hecho
esto es posible medir
la velocidad media del
objeto y el tiempo que
tarda en cruzar la
compuerta.
 Photogate (2),(3),(4):
Con esta opción hay que
ingresar la separación
entre cada par de
compuertas consecutivas
ademas de la longitud
efectiva del mobil. Con



estos datos ingresados
se puede determinar, el
tiempo que tarda el
objeto en cruzar cada
compuerta y la
velocidad y la
aceleración media entre
compuertas.
Photogate Collition:
Ingresando previamente
la longitud del objeto
a censar determina el
tiempo que el mismo
tarda en cruzar la
compuerta, su velocidad
y el tiempo entre una
interrupción y la
anterior.
Photogate & Pendulum:
Mide el período y la
frecuencia entre dos
interrupciones y la
cantidad de ciclos de
un péndulo en función
del tiempo.
Time of Flight:
Diseñado para trabajar
con la compuerta
ubicada en la boca de
un cañón y una
plataforma de impacto,
con el dato del
diámetro del proyectil
determina la velocidad
inicial y el tiempo que
el mismo tarda en
cruzar la compuerta,
además del tiempo que
permanece en el aire
entre que sale del
cañón y aterriza en la
plataforma.