Introduktion til IR -kredsløb: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

IR er et komplekst stykke teknologi, men alligevel meget enkelt at arbejde med. I modsætning til LED'er eller LASER'er kan infrarød ikke ses med det menneskelige øje. I denne Instructable vil jeg demonstrere brugen af infrarød gennem 3 forskellige kredsløb.

Kredsløbene bruger ikke IR -modtagere eller mikrokontroller, i stedet vil de bruge en fotodiode til at registrere IR -signalet, fordi det er mere enkelt.

Trin 1: Grundlæggende om IR LED og fotodiode

De tre projekter afhænger alle af IR -LED og fotodiode. IR -LED'en udsender infrarød stråling i alle retninger, fotodioden placeres ved siden af, så hvis et objekt kommer for tæt på det, vil det reflektere den infrarøde stråling ind i fotodioden, fotodioden forvandler den infrarøde, den absorberede, til et signal, signalet derefter kan aktivere andre ting. Bemærk diagrammet ovenfor har en sort IR LED og en gennemsigtig fotodiode, dette er ikke særlig almindeligt, da det normalt er omvendt, men de følgende 3 projekter bruger normal type IR -par (IR LED: transparent, Fotodiode: Sort/mørk lilla). Farverne på dioderne er ligegyldige, men sørg bare for at huske, hvilken der er hvilken.

Vigtige ting at bemærke (Læs følgende):

IR LED: Den infrarøde LED udsender IR -stråling, vi kan ikke se strålingen, fordi den indeholder lavere frekvens end synligt lys, mennesker kan kun registrere infrarød som varme (så IR -LED'en kan blive lidt varm, det er normalt), og strålingen er ikke skadeligt, fordi det bare er varme.

Fotodiode: Fotodioden er som en LED, men den afgiver ikke lys, i stedet er den en lyssensor (som en LDR, men ikke helt). Fotodioden kan komme i mange former: den ligner normalt en sort LED, men den kan også være gennemsigtig (hvor den ikke blandes sammen med andre lysdioder). Fotodioden er tilsluttet forskelligt fra normale LED'er, i stedet for Vcc til LED'ens anode, er det Vcc til fotoden til katoden (som hvordan du tilslutter batterier).

Når du køber IR -lysdioder og fotodioder, skal du prøve at købe dem parvis, for nogle gange fungerer IR -LED'en ikke med fotodioden.

Trin 2: IR -kredsløb 1

Det første IR -kredsløb viser bare, hvordan parret (IR LED og fotodiode) fungerer. Ved at bruge en transistor kan vi gøre beskidt analog fra fotodioden til ren analog, som output -LED'en bedre kan lide. Kredsløbet er meget enkelt, alt hvad det behøver er:

Modstand: 2x 220ohm (eller lignende), 1x 10k

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

Transistor: 1x BC547 (eller en tilsvarende NPN -transistor f.eks. 2n2222A)

En 5v strømkilde (USB er fin), jumperkabler og et brødbræt.

Trin 3: IR -kredsløb 1 -test

Inden du afslutter kredsløbet, skal du sørge for, at IR -LED og fotodiode er placeret ved siden af hinanden.

Når kredsløbet er færdigt, test sensoren ved at svæve et objekt eller din finger cirka 5 cm over de to dioder, og bevæg derefter langsomt objektet/fingeren mod dioderne, indtil du rører dem begge. Den generiske LED skal lyse mere, jo tættere du kommer, det er fordi objektet reflekterer mere infrarødt ind i fotodioden.

Hvis dette ikke sker, skal du kontrollere, at du har sat fotodioden korrekt, kontrollere dine ledningsforbindelser, kontrollere din strømkilde, hvis ikke noget af dette hjælper, er problemet muligvis opstået mellem IR -lysdioden og fotodioden (du bør købe nye eller prøv et andet par).

Sørg for, at du ikke kører kredsløbet under solen eller meget stærkt lys, fordi det vil forvirre fotodioden.

Trin 4: IR -kredsløb 2

Nu forstår du, hvordan IR LED og fotodiode fungerer sammen som en sensor, vi skal omdanne det tidligere kredsløb til et alarmkredsløb. Dette kredsløb vil bruge en OP -forstærker til at forstærke fotodiodesignalet, en summer er forbundet til udgangen af OP -forstærkeren, men den kan ændres og erstattes med en anden komponent/kredsløb.

Dette kredsløb skal bruge:

Modstand: 1x 220 (eller lignende), 1x 10k

Potentiometer: 1x 10k

Diode: 1x IR LED, 1x fotodiode

IC -chip: 1x LM358

Andre: 1x summer eller udskift den med dit eget kredsløb.

5v strømforsyning (USB er fin), brødbræt, jumper ledninger.

Trin 5: IR Circuit 2 -test

Husk, at de to dioder skal være ved siden af hinanden som det sidste kredsløb. For at teste kredsløbet skal du flytte et objekt eller din hånd over de to dioder, dette skal udløse alarmen. Du kan også justere fotodiodens følsomhed ved at dreje på potentiometeret, der vil være et punkt, hvor alarmen altid vil være tændt, dette er fordi fotodioden er så følsom over for IR, at den registrerer den fra atmosfæren omkring den. Det er ikke muligt for mig at vise kredsløbet, der fungerer på billedet ovenfor, men forestil dig, at du kan høre lyden fra summeren.

Betjen ikke kredsløbet under solen eller meget stærkt lys, da det kan forvirre fotodioden.

Gentag trin 3 for at foretage fejlfinding.

Trin 6: IR -kredsløb 3

I dette kredsløb aktiverer vi en LED (eller en hvilken som helst udgang) uden at trykke på en knap. Denne gang vil to par IR -lysdioder og fotodioder blive brugt. I stedet for at bruge en OP -forstærker, vil vi bruge en 555 timer for enkelheds skyld. Vi vil også bringe transistorer tilbage til udjævning af det analoge signal.

Dette kredsløb kræver:

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

Kondensator: 1x 10nf

Diode: 2x IR LED, 2x fotodiode, 1x generisk LED

Transistor: BC547 (eller tilsvarende)

IC -chip: 1x 555 timer

5v strømforsyning (USB er fin), brødbræt, jumperkabler

Sørg for, at de to par dioder har afstand mellem dem, så de ikke forstyrrer hinanden. Sørg også for at parre de rigtige dioder.

Trin 7: Test af IR -kredsløb 3

Kredsløbet består af to par dioder, den ene tænder udgangen, den anden slukker den. Du skal først finde ud af, hvilket par dioder der styrer hvad. Når du gør det, kan du tænde for udgangen ved at holde et objekt hen over et par dioder. Outputtet forbliver tændt, selv efter at du har taget dit objekt væk fra sensoren, output lukkes kun, hvis du holder et objekt hen over den anden sensor, det vil derefter forblive slukket, indtil du gentager denne proces.

Igen må du ikke arbejde under sollys.

Trin 8: Flere IR -ting

Der er en meget større verden til IR -kredsløb, det er ikke særlig kompliceret, men er ganske fascinerende. I stedet for IR -lysdioder og fotodioder ville bedre kredsløb bestå af IR -fjernbetjeninger og IR -modtagere, disse enheder kan dække meget mere rækkevidde og kan også overføre flere oplysninger.

Skulle der være spørgsmål, er du velkommen til at stille.