Introduksjon til IR -kretser: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

IR er et komplekst stykke teknologi, men likevel veldig enkelt å jobbe med. I motsetning til LED eller LASER kan infrarød ikke sees med det menneskelige øyet. I denne instruksen vil jeg demonstrere bruken av infrarød gjennom 3 forskjellige kretser.

Kretsene vil ikke bruke IR -mottakere eller mikrokontrollere, i stedet vil de bruke en fotodiode for å oppdage IR -signalet fordi det er enklere.

Trinn 1: Grunnleggende om IR LED og fotodiode

De tre prosjektene er alle avhengige av IR -LED og fotodiode. IR -LED -en sender ut infrarød stråling i alle retninger, fotodioden er plassert ved siden av den, så hvis et objekt kommer for nær det, vil det reflektere den infrarøde strålingen til fotodioden, fotodioden gjør infrarød det absorberte til et signal, signalet deretter kan aktivere andre ting. Vær oppmerksom på at diagrammet ovenfor har en svart IR -LED og en gjennomsiktig fotodiode, dette er ikke veldig vanlig, da det vanligvis er omvendt, men de følgende 3 prosjektene bruker normal type IR -par (IR LED: gjennomsiktig, fotodiode: svart/mørk lilla). Fargene på dioder spiller ingen rolle, men bare husk hvilken som er hvilken.

Viktige ting å merke seg (Les følgende):

IR -LED: Den infrarøde LED -en avgir IR -stråling, vi kan ikke se strålingen fordi den inneholder lavere frekvens enn synlig lys, mennesker kan bare oppdage infrarød som varme (så IR -LED -en kan bli litt varm, det er normalt), og strålingen er ikke skadelig fordi det bare er varme.

Fotodiode: Fotodioden er som en LED, men den gir ikke ut lys, i stedet er den en lyssensor (som en LDR, men ikke helt). Fotodioden kan komme i mange former: den ser vanligvis ut som en svart LED, men den kan også være gjennomsiktig (der den ikke blandes sammen med andre lysdioder). Fotodioden er koblet annerledes enn normale lysdioder, i stedet for Vcc til LED -anoden, er den Vcc til fotoden til fotoden (som hvordan du kobler batterier).

Når du kjøper IR -lysdioder og fotodioder, kan du prøve å kjøpe dem i par fordi IR -lysdioden noen ganger ikke fungerer med fotodioden.

Trinn 2: IR -krets 1

Den første IR -kretsen vil bare vise hvordan paret (IR LED og fotodiode) fungerer. Ved å bruke en transistor kan vi gjøre skitten analog fra fotodioden til ren analog som utgangs -LED -en liker bedre. Kretsen er veldig enkel, alt den trenger er:

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

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

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

En 5v strømkilde (USB er fin), jumper ledninger og et brødbrett.

Trinn 3: IR -krets 1 -test

Før du fullfører kretsen, må du kontrollere at IR -LED og fotodiode er plassert ved siden av hverandre.

Når kretsen er fullført, test sensoren ved å sveve et objekt eller fingeren omtrent 5 cm over de to dioder, og flytt sakte objektet/fingeren mot diodene til du berører dem begge. Den generiske LED -en skal lyse mer jo nærmere du kommer, dette er fordi objektet reflekterer mer infrarødt inn i fotodioden.

Hvis dette ikke skjer, må du kontrollere at du har satt inn fotodioden riktig, sjekke ledningstilkoblingene, sjekke strømkilden din, hvis ingenting av dette hjelper, kan problemet ha oppstått mellom IR -LED og fotodiode (du bør kjøpe nye eller prøv et annet par).

Pass på at du ikke kjører kretsen under solen eller veldig sterkt lys fordi det vil forvirre fotodioden.

Trinn 4: IR -krets 2

Nå forstår du hvordan IR -LED og fotodiode fungerer sammen som en sensor, vi skal transformere den forrige kretsen til en alarmkrets. Denne kretsen vil bruke en OP -forsterker for å forsterke fotodiodesignalet, en summer er koblet til utgangen til OP -forsterkeren, men den kan endres og erstattes med en annen komponent/krets.

Denne kretsen trenger:

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

Potensiometer: 1x 10k

Diode: 1x IR LED, 1x fotodiode

IC -brikke: 1x LM358

Andre: 1x summer eller bytt den ut med din egen krets.

5v strømforsyning (USB er greit), brødbrett, jumperkabler.

Trinn 5: IR -krets 2 -test

Husk at de to dioder må være ved siden av hverandre som den siste kretsen. For å teste kretsen, flytt et objekt eller hånden over de to dioder, dette bør utløse alarmen. Du kan også justere følsomheten til fotodioden ved å dreie potensiometeret. Det vil være et punkt når alarmen alltid vil være på, dette er fordi fotodioden er så følsom for IR at den registrerer den fra atmosfæren rundt den. Det er ikke mulig for meg å vise kretsen som fungerer på bildet ovenfor, men tenk deg at du kan høre lyden fra summeren.

Ikke bruk kretsen under solen eller veldig sterkt lys fordi det kan forvirre fotodioden.

Gjenta trinn 3 for å feilsøke.

Trinn 6: IR -krets 3

I denne kretsen vil vi aktivere en LED (eller hvilken som helst utgang) uten å trykke på en knapp. Denne gangen vil to par IR -lysdioder og fotodioder brukes. I stedet for å bruke en OP -forsterker, vil vi bruke en 555 timer for enkelhets skyld. Vi vil også bringe tilbake transistorene for utjevning av det analoge signalet.

Denne kretsen vil kreve:

Motstand: 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 -brikke: 1x 555 timer

5v strømforsyning (USB er greit), brødbrett, jumperkabler

Sørg for at de to parene med dioder har avstand mellom dem, slik at de ikke forstyrrer hverandre. Sørg også for å koble de riktige dioder.

Trinn 7: IR -krets 3 -test

Kretsen består av to par dioder, den ene slår på utgangen, den andre slår den av. Du må først finne ut hvilket par dioder som styrer hva. Når du har gjort det, kan du slå på utgangen ved å holde et objekt over et par dioder. Utgangen vil forbli på selv etter at du har tatt objektet vekk fra sensoren, utgangen vil bare slå seg av hvis du holder et objekt over den andre sensoren, den vil deretter forbli av til du gjentar denne prosessen.

Igjen, ikke bruk under sollys.

Trinn 8: Mer IR -ting

Det er en mye større verden for IR -kretser, det er ikke veldig komplisert, men det er ganske fascinerende. I stedet for IR -lysdioder og fotodioder vil bedre kretser bestå av IR -fjernkontroller og IR -mottakere, disse enhetene kan dekke mye mer rekkevidde og kan også overføre mer informasjon.

Skulle det være noen spørsmål, kan du gjerne spørre.