Введение в ИК-схемы: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

IR - это сложная технология, с которой очень легко работать. В отличие от светодиодов или лазеров, инфракрасное излучение невозможно увидеть человеческим глазом. В этом руководстве я продемонстрирую использование инфракрасного излучения с помощью 3 различных схем.

В схемах не будут использоваться ИК-приемники или микроконтроллеры, вместо этого они будут использовать фотодиод для обнаружения ИК-сигнала, потому что это проще.

Шаг 1. Основные сведения об ИК-светодиодах и фотодиодах

Все три проекта зависят от ИК-светодиода и фотодиода. ИК-светодиод излучает инфракрасное излучение во всех направлениях, фотодиод помещается рядом с ним, поэтому, если объект приближается к нему, он будет отражать инфракрасное излучение в фотодиод, фотодиод превращает инфракрасное излучение, которое он поглощает, в сигнал, сигнал затем можно активировать другие вещи. Обратите внимание, что на приведенной выше схеме есть черный ИК-светодиод и прозрачный фотодиод, это не очень распространено, поскольку обычно бывает наоборот, но в следующих 3 проектах используются пары ИК-сигналов обычного типа (ИК-светодиод: прозрачный, фотодиод: черный / темный. фиолетовый). Цвета диодов не имеют значения, просто убедитесь, что вы помните, какой из них какой.

Важные моменты, на которые следует обратить внимание (пожалуйста, прочтите следующее):

ИК-светодиод: инфракрасный светодиод излучает ИК-излучение, мы не можем видеть излучение, потому что оно имеет более низкую частоту, чем видимый свет, люди могут обнаруживать инфракрасное излучение только как тепло (так что ИК-светодиод может немного нагреваться, это нормально), а излучение не вредно, потому что это просто тепло.

Фотодиод: фотодиод похож на светодиод, но он не излучает свет, вместо этого он является датчиком света (как LDR, но не совсем). Фотодиод может быть разных форм: обычно он выглядит как черный светодиод, но он также может быть прозрачным (не путать его с другими светодиодами). Фотодиод подключается иначе, чем обычные светодиоды, вместо Vcc к аноду светодиода, это Vcc к катоду фотодиода (например, как вы подключаете батареи).

Приобретая ИК-светодиоды и фотодиоды, старайтесь покупать их парами, потому что иногда ИК-светодиод не работает с фотодиодом.

Шаг 2: ИК-контур 1

Первая ИК-схема просто покажет, как работает пара (ИК-светодиод и фотодиод). Используя транзистор, мы можем превратить грязный аналог с фотодиода в чистый аналог, который больше нравится выходному светодиоду. Схема очень простая, все, что для этого нужно:

Резистор: 2x 220 Ом (или аналогичный), 1x 10 кОм

Диод: 1x ИК-светодиод, 1x общий светодиод, 1x фотодиод

Транзистор: 1x BC547 (или любой эквивалентный NPN-транзистор, например, 2n2222A)

Источник питания 5В (USB в порядке), перемычки и макет.

Шаг 3: Тест ИК-цепи 1

Прежде чем закончить схему, убедитесь, что ИК-светодиод и фотодиод расположены рядом друг с другом.

Как только цепь будет завершена, проверьте датчик, наведя объект или палец примерно на 5 см над двумя диодами, затем медленно переместите объект / палец в сторону диодов, пока не коснетесь их обоих. Обычный светодиод должен загораться тем сильнее, чем ближе вы подходите, потому что объект отражает больше инфракрасного излучения на фотодиод.

Если этого не происходит, проверьте, правильно ли вы вставили фотодиод, проверьте соединения проводов, проверьте источник питания, если это не поможет, проблема могла возникнуть между ИК-светодиодом и фотодиодом (вам следует купить новые или попробуйте другую пару).

Убедитесь, что вы не запускаете схему под солнцем или очень ярким светом, потому что это может сбить с толку фотодиод.

Шаг 4: ИК-схема 2

Теперь вы понимаете, как ИК-светодиод и фотодиод работают вместе как датчик, мы собираемся преобразовать предыдущую схему в схему сигнализации. Эта схема будет использовать OP Amp для усиления сигнала фотодиодов, зуммер подключен к выходу OP Amp, но его можно изменить и заменить другим компонентом / схемой.

Для этой схемы потребуются:

Резистор: 1x 220 (или аналогичный), 1x 10 кОм

Потенциометр: 1x 10k

Диод: 1x ИК-светодиод, 1x фотодиод

Чип IC: 1x LM358

Другое: 1x зуммер или замените его собственной схемой.

Блок питания 5в (USB в порядке), макет, перемычки.

Шаг 5: Тест ИК-цепи 2

Помните, что два диода должны быть рядом друг с другом в последней цепи. Чтобы проверить схему, переместите предмет или руку над двумя диодами, это должно вызвать срабатывание сигнализации. Вы также можете отрегулировать чувствительность фотодиода, поворачивая потенциометр, будет точка, когда будильник всегда будет включен, это связано с тем, что фотодиод настолько чувствителен к ИК-излучению, что обнаруживает его из атмосферы вокруг него. Я не могу показать функционирование схемы на картинке выше, но представьте, что вы слышите звук зуммера.

Не эксплуатируйте схему под солнцем или очень ярким светом, потому что это может сбить с толку фотодиод.

Для устранения неполадок повторите шаг 3.

Шаг 6: ИК-схема 3

В этой схеме мы активируем светодиод (или любой выход) без нажатия кнопки. На этот раз будут использоваться две пары ИК-светодиодов и фотодиодов. Вместо использования усилителя OP мы будем использовать таймер 555 для простоты. Мы также вернем транзисторы для сглаживания аналогового сигнала.

Для этой схемы потребуется:

Резистор: 3x 220 Ом, 2x 10 кОм, 2x 1M, 2x 3M

Конденсатор: 1x 10 нФ

Диод: 2 ИК-светодиода, 2 фотодиода, 1 общий светодиод

Транзистор: BC547 (или аналог)

Чип IC: 1x 555 таймер

Блок питания 5в (USB в порядке), макет, перемычки

Убедитесь, что между двумя парами диодов установлено расстояние, чтобы они не мешали друг другу. Кроме того, убедитесь, что вы подключили правильные диоды.

Шаг 7: Тест ИК-цепи 3

Схема состоит из двух пар диодов, один включает выход, другой выключает. Вы должны сначала выяснить, какая пара диодов что контролирует. Как только вы это сделаете, вы можете включить выход, наведя объект на одну пару диодов. Выходной сигнал останется включенным даже после того, как вы уберете объект с датчика, выход отключится, только если вы наведете объект на другой датчик, а затем он останется выключенным, пока вы не повторите этот процесс.

Опять же, не работайте под солнечным светом.

Шаг 8: больше информации об ИК

Мир ИК-схем намного шире, он не очень сложен, но довольно увлекателен. Вместо ИК-светодиодов и фотодиодов более совершенные схемы будут состоять из ИК-пультов и ИК-приемников, эти устройства могут покрывать гораздо больший диапазон, а также могут передавать больше информации.

Если возникнут какие-либо вопросы, не стесняйтесь их задавать.