Ievads IR shēmās: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

IR ir sarežģīta tehnoloģija, taču ar to ir ļoti vienkārši strādāt. Atšķirībā no gaismas diodēm vai lāzeriem, infrasarkano staru nevar redzēt ar cilvēka aci. Šajā pamācībā es demonstrēšu infrasarkano staru izmantošanu, izmantojot 3 dažādas shēmas.

Ķēdēs netiks izmantoti IR uztvērēji vai mikrokontrolleri, tā vietā tie izmantos fotodiodi, lai noteiktu IR signālu, jo tas ir vienkāršāk.

1. darbība: IR LED un fotodiodes pamati

Visi trīs projekti ir atkarīgi no IR LED un fotodiodes. IR gaismas diode izstaro infrasarkano starojumu visos virzienos, fotodiods tiek novietots blakus, tāpēc, ja objekts tam pārāk tuvu, tas atspoguļos infrasarkano starojumu fotodiodē, fotodiods pārvērš tās absorbēto infrasarkano staru par signālu. tad var aktivizēt citas lietas. Ņemiet vērā, ka iepriekš redzamajā diagrammā ir melns IR LED un caurspīdīgs fotodiods, tas nav ļoti bieži, jo tas parasti ir otrādi, taču šādos 3 projektos tiek izmantoti parastā tipa IR pāri (IR LED: caurspīdīgs, fotodiods: melns/tumšs) violets). Diodes krāsām nav nozīmes, bet vienkārši atcerieties, kura ir kura.

Svarīgas lietas, kas jāņem vērā (lūdzu, izlasiet šo):

IR LED: infrasarkanais gaismas diodes izstaro IR starojumu, mēs nevaram redzēt starojumu, jo tas satur zemāku frekvenci nekā redzamā gaisma, cilvēki var infrasarkano staru noteikt tikai kā siltumu (tāpēc IR LED var nedaudz sakarst, tas ir normāli), un starojums ir nav kaitīgs, jo tas ir tikai karstums.

Fotodiods: Fotodiods ir kā gaismas diode, bet tas neizdala gaismu, tā vietā tas ir gaismas sensors (piemēram, LDR, bet ne gluži). Fotodiodes var būt dažādās formās: tās parasti izskatās kā melnas gaismas diodes, bet var būt arī caurspīdīgas (nesajaucot tās ar citām gaismas diodēm). Fotodiods ir savienots atšķirīgi no parastajām gaismas diodēm, nevis Vcc uz gaismas diodes anodu, tas ir Vcc ar fotodiodes katodu (piemēram, kā savienot baterijas).

Pērkot IR gaismas diodes un fotodiodes, mēģiniet tos iegādāties pa pāriem, jo dažreiz IR gaismas diode nedarbojas ar fotodiodi.

2. darbība: IR ķēde 1

Pirmā IR shēma tikai parādīs, kā darbojas pāris (IR LED un fotodiodes). Izmantojot tranzistoru, mēs varam no fotodiodes pārvērst netīro analogu tīrā analogā, kas izvades gaismas diodei patīk labāk. Ķēde ir ļoti vienkārša, viss, kas tam nepieciešams:

Rezistors: 2x 220ohm (vai līdzīgs), 1x 10k

Diode: 1x IR LED, 1x vispārējā LED, 1x fotodiode

Tranzistors: 1x BC547 (vai jebkurš līdzvērtīgs NPN tranzistors, piemēram, 2n2222A)

5 V barošanas avots (USB ir labi), džemperu vadi un maizes dēlis.

3. darbība: 1. IR ķēdes tests

Pirms ķēdes pabeigšanas pārliecinieties, vai IR LED un fotodiods ir novietoti blakus.

Kad ķēde ir pabeigta, pārbaudiet sensoru, virzot priekšmetu vai pirkstu apmēram 5 cm virs abām diodēm, pēc tam lēnām pārvietojiet objektu/pirkstu uz diodēm, līdz pieskaraties abiem. Vispārējai gaismas diodei vajadzētu iedegties vairāk, jo tuvāk jūs esat, jo objekts fotodiodē atspoguļo vairāk infrasarkano staru.

Ja tas nenotiek, pārbaudiet, vai esat pareizi ievietojis fotodiodi, pārbaudiet vadu savienojumus, pārbaudiet strāvas avotu, ja nekas no šī nepalīdz, iespējams, problēma radusies starp IR LED un fotodiodi (jums vajadzētu iegādāties jaunus vai izmēģiniet citu pāri).

Pārliecinieties, ka nedarbojat ķēdi zem saules vai ļoti spilgtas gaismas, jo tas sajauks fotodiodi.

4. darbība: IR ķēde 2

Tagad jūs saprotat, kā IR LED un fotodiodes darbojas kopā kā sensors, mēs pārveidosim iepriekšējo ķēdi par trauksmes ķēdi. Šī shēma izmantos OP pastiprinātāju, lai pastiprinātu fotodiodes signālu; OP pastiprinātāja izejai ir pievienots skaņas signāls, bet to var mainīt un aizstāt ar citu komponentu/ķēdi.

Šai shēmai būs nepieciešams:

Rezistors: 1x 220 (vai līdzīgs), 1x 10k

Potenciometrs: 1x 10k

Diode: 1x IR LED, 1x fotodiode

IC mikroshēma: 1x LM358

Citi: 1x skaņas signāls vai aizstājiet to ar savu ķēdi.

5V barošanas avots (USB ir labi), maizes dēlis, džemperu vadi.

5. darbība: 2. IR ķēdes pārbaude

Atcerieties, ka abām diodēm jābūt blakus viena otrai kā pēdējai ķēdei. Lai pārbaudītu ķēdi, pārvietojiet priekšmetu vai roku virs abām diodēm, tam vajadzētu aktivizēt trauksmi. Jūs varat arī pielāgot fotodiodes jutību, pagriežot potenciometru, būs brīdis, kad modinātājs vienmēr būs ieslēgts, tas ir tāpēc, ka fotodiods ir tik jutīgs pret IR, ka to nosaka no apkārtējās atmosfēras. Man nav iespējams parādīt ķēdi, kas darbojas iepriekšējā attēlā, bet iedomājieties, ka varat dzirdēt skaņas signālu.

Nedarbiniet ķēdi zem saules vai ļoti spilgtas gaismas, jo tas var sajaukt fotodiodi.

Lai novērstu problēmu, atkārtojiet 3. darbību.

6. darbība: IR ķēde 3

Šajā shēmā mēs aktivizēsim LED (vai jebkuru izeju), nenospiežot pogu. Šoreiz tiks izmantoti divi IR gaismas diodes un fotodiodes pāri. Tā vietā, lai izmantotu OP pastiprinātāju, vienkāršības labad mēs izmantosim taimeri 555. Mēs arī atgriezīsim tranzistorus, lai izlīdzinātu analogo signālu.

Šai shēmai būs nepieciešams:

Rezistors: 3x 220ohm, 2x 10k, 2x 1M, 2x 3M

Kondensators: 1x 10nf

Diode: 2x IR LED, 2x fotodiods, 1x vispārējs LED

Tranzistors: BC547 (vai līdzvērtīgs)

IC mikroshēma: 1x 555 taimeris

5V barošanas avots (USB ir labi), maizes dēlis, džemperu vadi

Pārliecinieties, ka abiem diodes pāriem ir attālums, lai tie netraucētu viens otram. Pārliecinieties arī, vai esat savienojis pārī pareizās diodes.

7. darbība: 3. IR ķēdes pārbaude

Ķēde sastāv no diviem diožu pāriem, viens ieslēdz izeju, otrs izslēdz. Vispirms jums ir jānoskaidro, kurš diodes pāris kontrolē. Kad esat to izdarījis, varat ieslēgt izvadi, virzot kursoru virs viena diodes pāra. Izeja paliks ieslēgta arī pēc tam, kad objektu būsit paņēmis prom no sensora, izeja tiks izslēgta tikai tad, ja novietojat kursoru virs otra sensora, un tas paliks izslēgts, līdz atkārtosit šo procesu.

Atkal nestrādājiet saules gaismā.

8. solis: vairāk IR lietu

IR ķēdēm ir daudz lielāka pasaule, tā nav ļoti sarežģīta, bet ir diezgan aizraujoša. IR gaismas diodes un fotodiodes vietā labākas shēmas sastāvētu no IR tālvadības pultīm un IR uztvērējiem, šīs ierīces var aptvert daudz plašāku diapazonu un var pārsūtīt arī vairāk informācijas.

Ja rodas kādi jautājumi, lūdzu, jautājiet.