Infrarød nærhedssensor ved hjælp af LM358: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Dette er en instruktion om fremstilling af en IR nærhedssensor

Trin 1: Se videoen

Inden vi fortsætter, anbefaler jeg dig at se hele videoen først. Der finder du den fulde proces om fremstilling af dette enkle kredsløb på et brødbræt. Besøg min kanal 'ElectroMaker' For flere detaljer.

Trin 2: Tag et kig på skematikken

Trin 3: Bestil de nødvendige dele

IC1- Enhver OP-Amp IC fungerer som LM324, LM358, CA3130 osv. (Vi bruger den som komparator)

R1- 100K Ω Potentiometer/ variabel modstand

R2- 100 Ω - 1K Ω

R3- 10K Ω

L1- Infrarød LED (IR LED) (IR-sender)

L2- Infrarød modtager (IR-fotodiode) (IR-sensor)

L3- Normal LED (enhver farve, farve betyder ikke rigtig noget)

B1- 6 til 12 volt DC

Køb elektroniske komponenter med billigere pris og gratis forsendelse: utsource.com

Trin 4: Hvordan fungerer dette kredsløb?

Nå, vores mål i dette kredsløb er at tænde en LED eller summer, når der kommer en forhindring i nærheden af sensoren, så først har vi en infrarød fotodiode, hvis negative terminal er forbundet til positiv skinne, og den er positiv terminal til den negative skinne Via en 10K Ω modstand. Når infrarødt lys falder på fotodioden, produceres en lille mængde strøm, som er meget mindre i størrelsesorden et sted i Micro-Amps-området. Så har vi brug for noget infrarødt lys, ikke? Så vi brugte en infrarød med en strømbegrænsende modstand til at give os noget infrarødt lys, så hvad der sker, er når en forhindring eller et objekt nærmer sig det infrarøde lys, det infrarøde lys rammer objektet eller forhindringen, der er foran den infrarøde LED og reflekterer tilbage til infrarød fotodiode, som derefter konverterer den til en vis mængde strøm (i mikro-ampere område), og da vi har en 10K Ω modstand fra positiv terminal af fotodioden til GND, bliver den lille strøm konverteret til spænding, og som er beregnet ved ohm -loven (V = IR), hvor R er konstant 10K Ω og I, som strøm ændres med mængden af infared lys, der falder på den. Lad os sige, at når afstanden mellem s/h IR LED og forhindringen er 2 cm, er strømmen, der produceres af fotodioden, 200 mikro-ampere (ikke den nøjagtige værdi, den er muligvis anderledes), så spændingen vil være 0,0002 ampere (200 mikro-ampere)) * 10000Ω (10KΩ) = 2 volt. Jo mere infrarødt lys vil falde højere den strøm, der produceres af fotodioden, og det betyder højere spænding ved fotodiodens positive terminal og vice versa. Så har vi et potentiometer/ variabel modstand, der fungerer som en spændingsdeler. Formlen til beregning af Vout = (Rbottom/ Rbottom + Rtop * Vin), så når potentiometeret er mere mod GND (Negativ skinne), hvilket også betyder, at modstanden mod Vcc (Positiv skinne) er mere end for GND, så er spændingen ved den midterste pin på potentiometeret (Vout) vil være høj og omvendt. Det betyder, at vi kan variere vores udgangsspænding fra 0 til 9 volt (maksimum er selve vores indgangsspænding). Nu har vi to spændinger, en fra fotodiode og en anden fra variabel modstand (potentiometer), så hvordan kan vi bruge disse to spændinger til at udløse en LED? Den bedste måde er at sammenligne de to forskellige spændinger. Og vi vil gøre det ved at bruge en komponent kaldet 'Comparator', som bare er en op-amp uden feedback vedhæfte s/h dens output og ikke-inverterende input (en markeret med + tegn), den fungerer som en komparator. Enkelt sagt, hvis spændingen ved den ikke-inverterende indgang (en markeret med +) er højere end spændingen ved den inverterende indgang (en markeret med-), vil udgangen blive høj (udgang positiv spænding) og omvendt. Så vi forbinder potentiometerets midterste pin (justerbar udgangsspænding) Inverteringsindgang (Pin 2 på LM358, som vi bruger) og den positive terminal på fotodioden (spænding afhænger af infrarødt lys) til ikke-inverterende input (Pin 3) Så når spændingen ved Pin 3 bliver højere end Pin 2, bliver Pin 1 (komparatorens output) høj (Udgangsspændingen er selve din indgangsspænding + lille spændingstab, som er lille og knap mærkbar, og når Pin 2 er højere end Pin3, output går lavt (0V) Nu ved du, hvorfor vi kalder det potentiometer som en følsomhedskontrol. Hvis du er i tvivl om noget, er du velkommen til at spørge os i kommentarfeltet i vores videoer.

Trin 5: Vejledning til fejlfinding

Hvis dit kredsløb ikke fungerer, skal du følge nedenstående trin. Hvis det ikke hjælper, er du velkommen til at spørge os i kommentarfeltet på vores videoer.

1. Kontroller IC (OP-AMP) (COMPARATOR)

2. Sørg for, at du har tilsluttet komparatorens stifter på den rigtige måde

3. Sørg for, at andre forbindelser er i orden

4. Sørg for, at din fotodiode er i orden. Prøv at bruge en anden

5. Sørg for, at din IR -LED er i orden ved at tilslutte den til ethvert batteri sammen med en 1K OHM -serie modstand og se den gennem et digitalkamera (den ser lyserød ud i farven og er ikke synlig med det blotte øje)

6. Sørg for, at dit potentiometer er tilsluttet den rigtige måde

7. Hvis din LED ELLER BUZZER blinker eller lyder konstant, skal du dreje dit potentiometer mere mod Positiv strømforsyning

8. Sørg for, at din strømforsyning er tilsluttet den rigtige måde. Dit kredsløb kan blive beskadiget ved at udsætte det for høje spændinger eller omvendt polaritet.