Jak vyrobit snímač přiblížení: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tutoriál o tom, jak vytvořit obvod senzoru přiblížení InfraRed (IR) spolu s podrobným vysvětlením, jak obvod funguje. Citlivost nebo rozsah detekce lze také ovládat nastavením potenciometru.

Krok 1: Videonávod

Krok 2: Požadované součásti

1. Pár infračervených LED diod LED LM 358 IC2.1 3. Rezistory: 470, 270R, 10K4 Potenciometr: 10K5.pcb nebo breadboard 6.9v baterie a clip7.led8.buzzer9.ic základna

Krok 3: Vysvětlení fungování obvodu:

Snímací složkou v tomto obvodu je IR fotodioda. Čím více infračerveného světla dopadá na infračervenou fotodiodu, tím více jím protéká proud. (Energie z infračervených vln je absorbována elektrony na p-n přechodu infračervené fotodiody, což způsobí tok proudu) Tento proud, když protéká odporem 10 k, způsobuje vznik potenciálního rozdílu (napětí). Velikost tohoto napětí je dána Ohmovým zákonem, V = IR. Protože hodnota odporu je konstantní, napětí na rezistoru je přímo úměrné velikosti protékajícího proudu, což je přímo úměrné množství infračervených vln dopadajících na infračervenou fotodiodu. Když je tedy přiveden jakýkoli předmět blíže k IR LED, dvojici Photo-Diode, se zvyšuje množství IR paprsků z IR LED, které odrážejí a dopadají na IR fotodiodu, a proto se zvyšuje napětí na rezistoru (z odpočtu v předchozím odstavci). Porovnáváme tuto změnu napětí (čím blíže k objektu, tím více je napětí na 10K rezistoru / IR fotodiodě) s pevným referenčním napětím (vytvořeno pomocí potenciometru). Zde je pro srovnání senzoru a referenčního napětí použit LM358 IC (komparátor / OpAmp). Kladný pól fotodiody (Toto je bod, kde se napětí mění úměrně vzdálenosti objektu) je připojen k neinvertujícímu vstupu OpAmp a referenční napětí je připojeno k invertujícímu vstupu OpAmp. OpAmp funguje tak, že kdykoli napětí na neinvertujícím vstupu je více než napětí na invertujícím vstupu, výstup se zapne. Není-li v blízkosti IR senzoru blízkosti žádný předmět, potřebujeme vypnout LED. Potenciometr tedy upravíme tak, aby napětí na invertujícím vstupu bylo větší než neinvertující. Když se jakýkoli objekt přiblíží k infračervenému senzoru přiblížení, napětí na fotodiodě se zvýší a v určitém okamžiku se napětí na neinvertujícím vstupu stane více než invertujícím vstupem, což způsobí, že OpAmp rozsvítí LED. Stejným způsobem, když se objekt pohybuje dále od IR senzoru přiblížení, napětí na neinvertujícím vstupu se sníží a v určitém okamžiku se sníží než invertující vstup, což způsobí, že se OpAmp vypne LED.

Krok 4: Schéma zapojení

Krok 5: Průvodce řešením problémů

1. Dvakrát zkontrolujte všechna připojení podle schématu zapojení. 2. Zkontrolujte, zda LED diody fungují správně. (Digitální fotoaparáty mohou detekovat infračervené světlo, takže můžete zkontrolovat, zda infračervená LED funguje, pomocí jakéhokoli digitálního fotoaparátu) 3. IR fotodioda použitá v tomto videu je bílá a IR LED je černá. Ve vašem případě to ale může být i jinak. Můžete určit, která z nich je LED/fotodioda, připojením obou diod, dvojice fotodiod samostatně k napájecímu zdroji (přes odpor 220) a pomocí digitálního fotoaparátu zjistíte, která svítí. 4. V jedné krajní poloze knoflík potenciometru, LED by měla být vypnutá a v druhé krajní poloze by měla LED svítit. Nyní můžete začít otáčet knoflíkem potenciometru z krajní polohy, kde svítí dioda LED, dokud se dioda LED nevypne. Nyní by IR senzor přiblížení měl fungovat správně.