Infrarød nærhetssensor ved bruk av LM358: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Dette er en instruksjon om hvordan du lager en IR -nærhetssensor

Trinn 1: Se videoen

Før vi fortsetter, anbefaler jeg deg å se hele videoen først. Der finner du hele prosessen med å lage denne enkle kretsen på et brødbrett. Besøk kanalen min 'ElectroMaker' For mer informasjon.

Trinn 2: Ta en titt på skjematikken

Trinn 3: Bestill de nødvendige delene

IC1- Enhver OP-Amp IC vil fungere som LM324, LM358, CA3130 etc. (Vi bruker den som en komparator)

R1- 100K Ω potensiometer/ variabel motstand

R2- 100 Ω - 1K Ω

R3- 10K Ω

L1- Infrarød LED (IR LED) (IR-sender)

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

L3- Normal LED (hvilken som helst farge, farge spiller ingen rolle)

B1- 6 til 12 volt likestrøm

Kjøp elektroniske komponenter med billigere pris og gratis frakt: utsource.com

Trinn 4: Hvordan fungerer denne kretsen?

Vel, vårt mål i denne kretsen er å lyse opp en LED eller summer når noen hindringer kommer i nærheten av sensoren, så først har vi en infrarød fotodiode hvis negative terminal er koblet til positiv skinne og den positive terminalen til den negative skinnen Via en 10K Ω motstand. Når infrarødt lys faller på fotodioden, produseres det en liten mengde strøm som er meget mindre i størrelsesorden et sted i Micro-Amps-området. Da trenger vi litt infrarødt lys, ikke sant? Så vi brukte en infrarød med en strømbegrensende motstand for å gi oss litt infrarødt lys, så det som skjer er når et hinder eller et objekt kommer nær det infrarøde lyset, det infrarøde lyset rammer objektet eller hindringen som er foran den infrarøde LED -en og reflekterer tilbake til infrarød fotodiode som deretter konverterer den til en viss mengde strøm (i mikroforsterkere) og ettersom vi har en 10K Ω motstand fra den positive terminalen til fotodioden til GND, blir den lille strømmen konvertert til spenning og som er beregnet av ohm -loven (V = IR) hvor R er konstant 10K Ω og I som strømmen endres med mengden infared lys som faller på den. La oss si at når avstanden s/h IR LED og hindringen er 2 cm, er strømmen som produseres av fotodioden 200 mikro-ampere (ikke den eksakte verdien, den kan være annerledes), så spenningen vil være 0,0002 ampere (200 mikro-ampere)) * 10000Ω (10KΩ) = 2 volt. Jo mer infrarødt lys vil falle høyere strømmen som produseres av fotodioden, og det betyr høyere spenning ved den positive terminalen til fotodioden og omvendt. Så har vi et potensiometer/ variabel motstand som fungerer som en spenningsdeler. Formelen for å beregne Vout = (Rbottom/ Rbottom + Rtop * Vin) så når potensiometeret er mer mot GND (Negativ skinne), som også betyr at motstanden mot Vcc (Positiv skinne) er mer enn for mot GND, så er spenningen ved den midterste pinnen på potensiometeret (Vout) vil være høy og omvendt. Det betyr at vi kan variere utgangsspenningen fra 0 til 9 volt (maksimum er selve inngangsspenningen). Nå har vi to spenninger, en fra fotodiode og en annen fra variabel motstand (potensiometer), så hvordan kan vi bruke disse to spenningene til å utløse en LED? Den beste måten er å sammenligne de to forskjellige spenningene. Og vi vil gjøre det ved å bruke en komponent som heter 'Comparator', som bare er en op-amp uten tilbakemelding vedlegg s/h utgang og ikke-inverterende inngang (en merket med + -tegn), den fungerer som en komparator. Enkelt sagt, hvis spenningen ved den ikke-inverterende inngangen (en merket med +) er høyere enn spenningen ved den inverterende inngangen (en merket med-), vil utgangen gå høy (utgangsspenning) og vice versa. Så vi kobler den midtre pinnen til potensiometeret (justerbar utgangsspenning) Inverterende inngang (Pin 2 på LM358 som vi bruker) og den positive terminalen til fotodioden (spenning avhenger av infrarødt lys) til ikke-inverterende inngang (Pin 3) Så når spenningen på Pin 3 blir høyere enn Pin 2, blir Pin 1 (komparatorens utgang) høy (Utgangsspenningen er selve inngangsspenningen + lite spenningstap som er lite og knapt merkbart, og når Pin 2 er høyere enn Pin3, blir utgangen Lav (0V) Nå vet du hvorfor vi kaller det potensiometeret som en følsomhetskontroll. Hvis du er i tvil om noe, spør oss gjerne i kommentarfeltet i videoene våre.

Trinn 5: Feilsøkingsguide

Hvis kretsen din ikke fungerer, følger du trinnene nedenfor. Hvis det ikke hjelper, spør oss gjerne i kommentarfeltet i videoene våre.

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

2. Kontroller at du har koblet pinnene til komparatoren på riktig måte

3. Kontroller at andre tilkoblinger er i orden

4. Kontroller at fotodioden din er ok. Prøv å bruke en annen

5. Kontroller at IR -lysdioden er ok ved å koble den til et batteri sammen med en 1K OHM -serie motstand og se den gjennom et digitalkamera (den ser rosa ut i fargen og er ikke synlig med det blotte øye)

6. Kontroller at potensiometeret er koblet til på riktig måte

7. Hvis din LED ELLER BUZZER blinker eller høres kontinuerlig, må du dreie potensiometeret mer mot positiv strømforsyning

8. Sørg for at strømforsyningen er koblet til på riktig måte. Kretsen kan bli skadet ved å utsette den for høye spenninger eller reversere polariteter.