Počitadlo objektů pomocí IR: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

V tomto malém projektu vytvoříme zcela automatické počítadlo objektů s jednoduchým segmentovým zobrazením. Tento projekt je poměrně jednoduchý a zahrnuje pouze jednoduchou elektroniku. Tento obvod je založen na infračerveném záření pro detekci objektů a další informace o tom, jak IR funguje, najdete v mých instruktážích IR. Zde se můžete dozvědět vše o základních pojmech IR.

Zásoby

Suroviny: A4 CardBoard (pro stavbu těla a základny)

Obvod:

Breadboard x1

CD4026BE x2

LM358 x1

2n222/BC547 x1 (nebo jakýkoli ekvivalentní tranzistor)

2pinové tlačítko x1

10k potenciometr x1

Odpor 220 ohmů x2

Rezistor 680 ohmů x2

10k rezistor x2

2x běžný 7segmentový displej Cathode

IR LED x1

Fotodioda x1

Spousta propojovacích vodičů

Napájení 9v

Nástroje: Páječka, Odizolovávač/řezačka drátu, Řezací nůž, PVA lepidlo, úhloměr, pravítko atd.

Krok 1: Náhled

Myšlenkou tohoto projektu je vytvořit počítadlo objektů pro počítání drobných věcí, jako jsou součástky, kostky Lego, korálky atd. Předměty by byly shozeny na rampu, sjely by dolů do kontejneru ve spodní části, ale byly by detekovány dvojicí IR detektorů.

Výstup fotodiody projde bránou NOT a poté do komparátoru. Výše uvedené obrázky ukazují, jak IR pár detekuje předmět.

Krok 2: Okruh

Obvod použitý pro tento projekt není složitý, používá OP zesilovač (LM358) jako vstupní regulátor pro 7segmentový zobrazovací čip (CD4026BE). Obvod jsem navrhl tak, aby měl 2 7segmentové displeje, které mu dají 99 číslic nebo 99 možných objektů k počítání. To by mělo stačit, ale pokud ne, můžete propojit další displej, který vám poskytne 999 číslic, rozhodně dost.

Tlačítko v obvodu slouží k resetování.

Potenciometr má upravit citlivost fotodiody.

Schéma zapojení výše je stejné jako obvod na desce. Čtení může být trochu obtížné, protože je komprimováno do omezeného prostoru.

POZNÁMKA: Tranzistor v obraze obvodu desky je nesprávně, ale měl by stále fungovat. Doporučil bych to převrátit, i když některé tranzistory fungují obousměrně. Pokud jste zmateni, postupujte podle zapojení tranzistoru ve schématu zapojení.

Krok 3: Obvodový test

Než zapojíte obvod do projektu, je jeho otestování chytrý nápad. Obvod jsem trochu upravil (změnou IR LED na jiné prkénko, abych vytvořil IR paprsek mezi ním a fotodiodou). Připojte obvod k napájecímu zdroji 9 V a číslice se rozsvítí dvěma 0 s. Poté přerušte infračervený paprsek mezi IR LED a fotodiodou blokováním prstem nebo předmětem, nyní by se jedna z číslic změnila z 0 na 1, postup opakujte a obvod spočítá, kolikrát byl IR paprsek rozbité (předměty).

Chytrá věc, kterou teď musíme udělat, je udělat z tohoto obvodu desku plošných spojů, bohužel mám problémy s objednáním mého, takže pro zbytek tohoto projektu použiji prkénko.

Odstraňování problémů: Pokud váš obvod nefunguje správně, zkontrolujte:

Elektrické vedení, Směr komponent (polarita nebo způsob, jakým jsou čipy obráceny) (zejména fotodioda)

Zdroj napájení, IR Pair (podívejte se, zda fungují společně s jednoduchým obvodem z mých instrukcí „All about IR“)

Krok 4: Tělo

Můj design pravděpodobně není vizuálně nejpříjemnější, ale funguje dobře.

Vyřízněte vše, na velikosti opravdu nezáleží, ale doporučil bych úhel sklonu mezi 20 a 45 stupni. Na základní desce by byla namontována prkénko nebo deska plošných spojů, takže je minimální velikost.

Na materiálu těla vlastně nezáleží, ale vybral bych něco tenkého a pevného, jako je stlačený karton.

Krok 5: Držte se

Jakmile je vše vyříznuto, sestavte konstrukci. Pomocí pásky držte pohromadě ve tvaru a naneste lepidlo. PVA lepidlo je perfektní, ale zaschnutí chvíli trvá. Teď počkej.

Jakmile je potvrzeno, lepidlo zaschlo, odlepte pásku a vaše struktura je hotová.

Krok 6: Přidejte obvod

Nalepte prkénko s obvodem na prázdné místo na základně konstrukce. Ujistěte se, že 7segmentové displeje jsou obráceny k vám, abyste mohli správně číst čísla.

Krok 7: Připojte IR pár

Ohněte svorky IR LED a fotodiody o 90 stupňů. Na konec svorek připájejte některé vodiče (vodič musí být dostatečně dlouhý, aby spojil diodu z místa montáže s deskou). Dále připojte IR pár k Breadboardu.

Znovu spusťte obvod, abyste se ujistili, že vaše pájecí spoje fungují.

Krok 8: Poslední dotyky

Přilepte IR pár na svah, ujistěte se, že jsou na obou stranách a proti sobě, aby vytvořil paprsek IR.

Skryjte dráty lepením na okraj svahu.

Poté odstřihněte dva kusy lepenky o délce asi 5 cm a výšce stěn svahu. Vložte jej, jak je znázorněno na posledním obrázku, přidržte jej páskou a lepidlem jej přilepte.

Jakmile to bude hotové, odstraňte veškerou pásku, spusťte obvod a zkontrolujte, zda stále funguje správně. Pokud ho chcete ozdobit, pak je na to čas.

Řešení potíží s obvodem:

Pokud se počítadlo nepočítá, když přerušíte infračervený paprsek (ale fungovalo to dříve), může to být způsobeno tím, že infračervený paprsek nebyl zcela zablokován, což je způsobeno některými nepravidelnými odrazy, které karton vytváří. To lze obvykle vyřešit nalepením malého proužku černého papíru pod infračervenou LED, aby absorbovalo jakékoli odrážející IR. Pokud to není problém, zkontrolujte, zda jste při lepení nezkratovali některou z diod.

Krok 9: Dokončete

Nyní je hotovo!

Zapněte to a začněte počítat!