Ներածություն IR սխեմաներին. 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

IR- ը տեխնոլոգիայի բարդ կտոր է, բայց դրա հետ աշխատելը շատ պարզ է: Ի տարբերություն լուսադիոդների կամ լազերների, ինֆրակարմիրը չի կարող դիտվել մարդու աչքով: Այս հրահանգում ես ցույց կտամ ինֆրակարմիրի օգտագործումը 3 տարբեր սխեմաների միջոցով:

Շղթաներում չեն օգտագործվի IR ընդունիչներ կամ միկրոկոնտրոլերներ, փոխարենը, նրանք կօգտագործեն ֆոտոդիոդ `IR ազդանշանը հայտնաբերելու համար, քանի որ այն ավելի պարզ է:

Քայլ 1: IR LED և ֆոտոդիոդի հիմունքներ

Երեք նախագծերը բոլորը կախված են IR LED- ից և Photodiode- ից: IR LED- ն արտանետում է ինֆրակարմիր ճառագայթում բոլոր ուղղություններով, ֆոտոդիոդը տեղադրված է դրա կողքին, այնպես որ, եթե օբյեկտը շատ մոտենա դրան, այն կանդրադառնա ինֆրակարմիր ճառագայթումը ֆոտոդիոդի վրա, ֆոտոդիոդն իր ներծծված ինֆրակարմիրը դարձնում է ազդանշան, ազդանշան ապա կարող է ակտիվացնել այլ բաներ: Նկատի ունեցեք, որ վերևի դիագրամն ունի սև IR լուսադիոդ և թափանցիկ ֆոտոդիոդ, սա այնքան էլ տարածված չէ, քանի որ սովորաբար հակառակը, բայց հետևյալ 3 նախագծերում օգտագործվում են նորմալ տեսակի IR զույգեր (IR LED ՝ թափանցիկ, ֆոտոդիոդ ՝ սև/մութ) մանուշակագույն) Դիոդների գույները նշանակություն չունեն, այլ պարզապես համոզվեք, որ հիշում եք, թե որն է:

Կարևոր բաներ, որոնք պետք է նշել (խնդրում ենք կարդալ հետևյալը).

IR LED. Ինֆրակարմիր LED- ն արտանետում է IR ճառագայթում, մենք չենք կարող տեսնել ճառագայթումը, քանի որ այն պարունակում է ավելի ցածր հաճախականություն, քան տեսանելի լույսը, մարդիկ կարող են ինֆրակարմիր ճառագայթները հայտնաբերել որպես ջերմություն (այնպես որ IR LED- ն կարող է մի փոքր տաքանալ, դա նորմալ է), իսկ ճառագայթումը վնասակար չէ, քանի որ դա պարզապես ջերմություն է:

Ֆոտոդիոդ. Ֆոտոդիդը նման է LED- ի, բայց այն լույս չի տալիս, փոխարենը, դա լույսի ցուցիչ է (LDR- ի նման, բայց ոչ այնքան): Ֆոտոդիոդը կարող է լինել բազմաթիվ ձևերով. Այն սովորաբար նման է սև LED- ի, բայց կարող է նաև թափանցիկ լինել (որի դեպքում այն չի խառնվում այլ LED- ների հետ): Ֆոտոդիոդը միացված է սովորական LED- ներից այլ կերպ, Vcc- ի փոխարեն LED- ի անոդին, այն Vcc է ֆոտոդիոդի կաթոդին (ինչպես մարտկոցները միացնելու եղանակը):

IR LED և ֆոտոդիոդներ գնելիս փորձեք դրանք զույգերով գնել, քանի որ երբեմն IR LED լուսադիոդի հետ չի աշխատում:

Քայլ 2: IR միացում 1

Առաջին IR միացումը պարզապես ցույց կտա, թե ինչպես է աշխատում զույգը (IR LED և Photodiode): Տրանզիստոր օգտագործելով, մենք կարող ենք կեղտոտ անալոգը ֆոտոդիոդից վերածել մաքուր անալոգի, որն ավելի լավ է դուր գալիս ելքային LED- ին: Շղթան շատ պարզ է, դրա համար անհրաժեշտ է.

Ռեզիստոր `2x 220 ohm (կամ նմանատիպ), 1x 10k

Դիոդ ՝ 1x IR LED, 1x ընդհանուր LED, 1x ֆոտոդիոդ

Տրանզիստոր ՝ 1x BC547 (կամ ցանկացած համարժեք NPN տրանզիստոր, օրինակ ՝ 2n2222A)

5 վ լարման աղբյուր (USB- ը լավ է), ցատկող լարեր և տախտակ:

Քայլ 3. IR Circuit 1 թեստ

Նախքան շրջանն ավարտելը, համոզվեք, որ IR LED- ն և Photodiode- ն տեղադրված են միմյանց կողքին:

Շղթայի ավարտից հետո փորձարկեք սենսորը ՝ առարկան կամ մատը սավառնելով երկու դիոդներից մոտ 5 սմ բարձրության վրա, այնուհետև դանդաղ շարժեք առարկան/մատը դեպի դիոդները, մինչև երկուսին դիպչեք: Ընդհանուր լուսադիոդը պետք է ավելի շատ լուսավորվի որքան մոտենաք, քանի որ օբյեկտը ավելի շատ ինֆրակարմիր է արտացոլվում ֆոտոդիոդի մեջ:

Եթե դա տեղի չունենա, ստուգեք, թե արդյոք ֆոտոդիոդը ճիշտ եք մտցրել, ստուգեք ձեր լարային միացումները, ստուգեք ձեր էներգիայի աղբյուրը, եթե դրանցից ոչ մեկը չլինի, խնդիրը կարող էր առաջանալ IR LED- ի և ֆոտոդիոդի միջև (դուք պետք է նորեր գնել կամ փորձեք այլ զույգ):

Համոզվեք, որ շղթան չեք վարում արևի տակ կամ շատ պայծառ լույսի ներքո, որովհետև դա շփոթեցնելու է ֆոտոդիոդին:

Քայլ 4: IR միացում 2

Այժմ դուք հասկանում եք, թե ինչպես է IR LED- ն և Photodiode- ը աշխատում որպես սենսոր, մենք պատրաստվում ենք նախորդ սխեման փոխակերպել ահազանգի: Այս սխեման կօգտագործի OP Amp ՝ ուժեղացնելու ֆոտոդիոդների ազդանշանը, ազդանշանը միացված է OP Amp- ի ելքին, բայց այն կարող է փոփոխվել և փոխարինվել մեկ այլ բաղադրիչով/շղթայով:

Այս միացման համար անհրաժեշտ կլինի.

Դիմադրություն `1x 220 (կամ նմանատիպ), 1x 10k

Պոտենցիոմետր ՝ 1x 10k

Դիոդ ՝ 1x IR LED, 1x ֆոտոդիոդ

IC չիպ ՝ 1x LM358

Մյուսները ՝ 1x ազդանշանային ազդանշան կամ փոխարինեք ձեր սեփական միացումով:

5 վ էլեկտրամատակարարում (USB- ը լավ է), Breadboard, jumper լարերը:

Քայլ 5. IR շրջան 2 փորձարկում

Հիշեք, որ երկու դիոդները պետք է լինեն միմյանց կողքին, որպես վերջին միացում: Շղթան ստուգելու համար առարկան կամ ձեռքը տեղափոխեք երկու դիոդներից վերև, դա պետք է ազդանշան տա: Կարող եք նաև կարգավորել ֆոտոդիոդի զգայունությունը ՝ պտտելով պոտենցիոմետրը, կգա մի պահ, երբ ահազանգը միշտ միացված կլինի, սա այն պատճառով, որ ֆոտոդիոդն այնքան զգայուն է IR- ի նկատմամբ, որ այն հայտնաբերում է շրջապատող մթնոլորտից: Ինձ համար անհնար է ցույց տալ վերևի նկարում գործող միացումը, բայց պատկերացրեք, որ դուք կարող եք լսել բզզոցի ձայնը:

Մի աշխատեք շղթան արևի կամ շատ պայծառ լույսի ներքո, քանի որ դա կարող է շփոթել ֆոտոդիոդին:

Խնդիրը վերացնելու համար կրկնել 3 -րդ քայլը:

Քայլ 6: IR միացում 3

Այս միացումում մենք կակտիվացնենք LED (կամ ցանկացած ելք) ՝ առանց կոճակը սեղմելու: Այս անգամ կօգտագործվի երկու զույգ IR LED և ֆոտոդիոդներ: OP ուժեղացուցիչ օգտագործելու փոխարեն, մենք պարզության համար կօգտագործենք 555 ժամաչափ: Մենք նաև հետ կբերենք տրանզիստորները անալոգային ազդանշանը հարթելու համար:

Այս շրջանը կպահանջի.

Դիմադրություն `3x 220 օհմ, 2x 10k, 2x 1M, 2x 3M

Կոնդենսատոր `1x 10nf

Դիոդ ՝ 2x IR LED, 2x ֆոտոդիոդ, 1x ընդհանուր LED

Տրանզիստոր ՝ BC547 (կամ համարժեք)

IC չիպ ՝ 1x 555 ժմչփ

5 վ էլեկտրամատակարարում (USB- ը լավ է), Breadboard, jumper լարերը

Համոզվեք, որ երկու զույգ դիոդները հեռավորություն ունեն, որպեսզի չխանգարեն միմյանց: Բացի այդ, համոզվեք, որ զուգավորում եք ճիշտ դիոդները:

Քայլ 7: IR շրջան 3 -ի փորձարկում

Շղթան բաղկացած է երկու զույգ դիոդներից, մեկը միացնում է ելքը, մյուսը ՝ անջատում: Նախ պետք է պարզեք, թե որ դիոդների զույգն է ինչ վերահսկում: Երբ դա անեք, կարող եք միացնել ելքը ՝ առարկան սավառնելով մեկ զույգ դիոդների վրա: Ելքը կմնա նույնիսկ այն բանից հետո, երբ ձեր օբյեկտը հեռացրել եք սենսորից, ելքը կդադարեցվի միայն այն դեպքում, երբ առարկան սահեցրեք մյուս սենսորի վրա, այնուհետև այն կմնա մինչև չկրկնեք այս գործընթացը:

Կրկին, մի գործեք արևի լույսի ներքո:

Քայլ 8: Ավելի շատ IR նյութեր

IR սխեմաների համար շատ ավելի մեծ աշխարհ կա, այն շատ բարդ չէ, բայց բավականին գրավիչ է: IR LED- ների և ֆոտոդիոդների փոխարեն ավելի լավ սխեմաներ բաղկացած կլինեն IR հեռակառավարիչներից և IR ընդունիչներից, այս սարքերը կարող են ընդգրկել շատ ավելի մեծ տիրույթ և կարող են նաև ավելի շատ տեղեկատվություն փոխանցել:

Եթե որևէ հարց լինի, խնդրում ենք ազատ զգալ: