Infrasarkanais tuvuma sensors, izmantojot LM358: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Tas ir pamācāms par IR tuvuma sensora izgatavošanu

1. darbība. Noskatieties video

Pirms turpināt, es iesaku vispirms noskatīties visu video. Tur jūs atradīsit pilnu šīs vienkāršās shēmas izgatavošanas procesu uz maizes dēļa. Apmeklējiet manu kanālu "ElectroMaker", lai iegūtu sīkāku informāciju.

2. solis: apskatiet shēmu

3. darbība: pasūtiet nepieciešamās detaļas

IC1- Jebkurš OP-Amp IC darbosies kā LM324, LM358, CA3130 uc (mēs to izmantojam kā salīdzinājumu)

R1- 100K Ω potenciometrs/ mainīgs rezistors

R2- 100 Ω - 1K Ω

R3- 10K Ω

L1- infrasarkanais LED (IR LED) (IR raidītājs)

L2-infrasarkanais uztvērējs (IR fotodiods) (IR sensors)

L3- normāls LED (jebkura krāsa, krāsai nav nozīmes)

B1- 6 līdz 12 volti DC

Pērciet elektroniskās sastāvdaļas ar lētāku cenu un bezmaksas piegādi: utsource.com

4. darbība. Kā darbojas šī shēma?

Mūsu mērķis šajā shēmā ir iedegt gaismas diodi vai skaņas signālu ikreiz, kad sensora tuvumā ir kāds šķērslis, tāpēc vispirms mums ir infrasarkanais fotodiods, kura negatīvais terminālis ir savienots ar pozitīvo sliedi, bet pozitīvais-pret negatīvo sliedi. Izmantojot 10K Ω rezistoru. Ikreiz, kad infrasarkanā gaisma nokrīt uz fotodiodes, tiek radīts neliels strāvas daudzums, kura stiprums ir ļoti mazāks kaut kur mikrompēru diapazonā. Tad mums vajag infrasarkano gaismu, vai ne? Tāpēc mēs izmantojām infrasarkano staru ar strāvas ierobežošanas rezistoru, lai nodrošinātu mums infrasarkano gaismu, tāpēc notiek tas, ka infrasarkanajai gaismai tuvu nonāk jebkurš šķērslis vai objekts, infrasarkanā gaisma ietriecas objektā vai šķērslī, kas atrodas infrasarkanās gaismas diodes priekšā. un atspoguļojas atpakaļ infrasarkanajā fotodiodē, kas pēc tam pārvērš to noteiktā strāvas daudzumā (mikroampēru diapazonā), un, tā kā mums ir 10K Ω rezistors no fotodiodes pozitīvā spailes līdz GND, mazā strāva tiek pārveidota par spriegumu un aprēķināts ar omu likumu (V = IR), kur R ir nemainīgs 10K Ω un I, kura strāva mainās, infarkta gaismai krītot uz to. Pieņemsim, kad attālums b/w IR LED un šķērslis ir 2 cm, fotodiodes radītā strāva ir 200 mikrompēri (nav precīza vērtība, tā var būt atšķirīga), tāpēc spriegums būs 0,0002 ampēri (200 mikrompēri)) * 10000Ω (10KΩ) = 2 volti. Jo vairāk infrasarkanās gaismas samazināsies fotodiodes radītā strāva, un tas nozīmē augstāku spriegumu fotodiodes pozitīvajā spailē un otrādi. Tad mums ir potenciometrs/ mainīgs rezistors, kas darbojas kā sprieguma dalītājs. Formula Vout = (Rbottom/ Rbottom + Rtop * Vin) aprēķināšanai, tātad, kad potenciometrs ir vairāk vērsts pret GND (negatīvo sliedi), kas nozīmē arī pretestību pret Vcc (pozitīvo sliedi), ir lielāka nekā pret GND, tad spriegums pie potenciometra (Vout) vidējās tapas būs augsts un otrādi. Tas nozīmē, ka mēs varam mainīt izejas spriegumu no 0 līdz 9 voltiem (maksimālais ir mūsu ieejas spriegums). Tagad mums ir divi spriegumi, viens no fotodiodes un otrs no mainīga rezistora (potenciometra), tad kā mēs varam izmantot šos divus spriegumus, lai iedarbinātu LED? Labākais veids ir salīdzināt šos divus dažādus spriegumus. Un mēs to darīsim, izmantojot komponentu ar nosaukumu “Comparator”, kas ir tikai op-amp bez jebkādas atgriezeniskās saites, pievienojot melnbaltajai izejai un neinvertējošai ieejai (viena atzīmēta ar + zīmi), tā darbojas kā salīdzinātājs. Vienkārši sakot, ja spriegums pie neinvertējošās ieejas (viena, kas apzīmēta ar +) ir augstāka par spriegumu pie apgriezto ieejas (viena atzīmēta ar-), izeja būs augsta (izejas pozitīvais spriegums) un otrādi. Tāpēc mēs savienojam potenciometra vidējo tapu (regulējams izejas spriegums) Invertējošā ieeja (mūsu izmantotā LM358 2. tapa) un fotodiodes pozitīvo spaili (spriegums ir atkarīgs no infrasarkanās gaismas) ar neinvertējošu ieeju (3. tapa) Tātad, kad spriegums pie 3. tapas kļūst augstāks par 2. tapu, 1. tapa (salīdzinājuma izeja) kļūst augsta (izejas spriegums būs jūsu ieejas spriegums + neliels sprieguma zudums, kas ir niecīgs un tik tikko pamanāms, un kad 2. tapa ir augstāks nekā Pin3, izeja ir zema (0 V). Tagad jūs zināt, kāpēc mēs šo potenciometru saucam par jutības kontroli. Ja jums ir kādas šaubas, jautājiet mums mūsu videoklipu komentāru sadaļā.

5. darbība. Problēmu novēršanas rokasgrāmata

Ja ķēde nedarbojas, veiciet tālāk norādītās darbības. Ja tas nepalīdz, jautājiet mums mūsu videoklipu komentāru sadaļā.

1. Pārbaudiet IC (OP-AMP) (SALĪDZĪTĀJS)

2. Pārliecinieties, vai salīdzinājuma tapas ir pievienotas pareizi

3. Pārliecinieties, vai citi savienojumi ir kārtībā

4. Pārliecinieties, vai ar fotodiodi viss ir kārtībā. Mēģiniet izmantot citu

5. Pārliecinieties, vai jūsu IR gaismas diode ir kārtībā, pievienojot to jebkuram akumulatoram kopā ar 1K OHM sērijas rezistoru un redzot to caur digitālo kameru (tas izskatās rozā krāsā un nav redzams ar neapbruņotu aci)

6. Pārliecinieties, vai potenciometrs ir pievienots pareizi

7. Ja jūsu LED VAI BUZZER nepārtraukti mirgo vai atskan, nekā pagrieziet potenciometru vairāk uz pozitīvo barošanas avotu

8. Pārliecinieties, vai strāvas padeve ir pievienota pareizi, Jūsu ķēde var tikt bojāta, pakļaujot to augstspriegumam vai mainot polaritāti.