Счетчик объектов с использованием ИК: 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В этом небольшом проекте мы создадим полностью автоматический счетчик объектов с простым сегментным отображением. Этот проект довольно простой и включает только простую электронику. Эта схема основана на инфракрасном излучении для обнаружения объектов, чтобы узнать больше о том, как работает ИК, посетите мои инструкции по ИК. Здесь вы можете узнать все об основных концепциях IR.

Запасы

Сырье: картон A4 CardBoard (для сборки корпуса и основания)

Схема:

Макетная плата x1

CD4026BE x2

LM358 x1

2n222 / BC547 x1 (или любой эквивалентный транзистор)

2-контактная кнопка x1

Потенциометр 10k x1

220ом резистор x2

680ом резистор x2

Резистор 10к x2

2x 7-сегментный дисплей с общим катодом

ИК-светодиод x1

Фотодиод x1

Много перемычек

Блок питания 9в

Инструменты: паяльник, инструмент для зачистки проводов / резак, нож для резки, клей ПВА, транспортир, линейка и т. Д.

Шаг 1. Предварительный просмотр

Идея этого проекта состоит в том, чтобы создать счетчик объектов для подсчета мелких вещей, таких как компоненты, кубики Lego, бусинки и т. Д. Объекты будут сброшены на рампу, они скатятся в контейнер внизу, но будут обнаружены парой. ИК-детекторов.

Выходной сигнал фотодиода проходит через вентиль НЕ, а затем в компаратор. На изображениях выше показано, как инфракрасная пара обнаруживает объект.

Шаг 2: Схема

Схема, использованная в этом проекте, не сложна, в ней используется операционный усилитель (LM358) в качестве входного регулятора для микросхемы 7-сегментного дисплея (CD4026BE). Я спроектировал схему так, чтобы она имела 2 7-сегментных дисплея, которые дают 99 цифр или 99 возможных объектов для подсчета. Этого должно быть достаточно, но если это не так, вы можете подключить другой дисплей, который выдаст вам 999 цифр, определенно достаточно.

Кнопка в цепи предназначена для сброса.

Потенциометр предназначен для регулировки чувствительности фотодиода.

Схема выше такая же, как и на макетной плате. Его может быть немного трудно читать, поскольку он сжат в ограниченное пространство.

ПРИМЕЧАНИЕ. Транзистор на изображении макетной платы расположен неправильно, но он все равно должен работать. Я бы посоветовал перевернуть его, хотя некоторые транзисторы работают в обоих направлениях. Если вы запутались, проследите за подключением транзистора на принципиальной схеме.

Шаг 3: проверка цепи

Перед тем, как встроить схему в проект, неплохо было бы протестировать ее. Я немного изменил схему (заменив ИК-светодиод на другой макет, чтобы создать ИК-луч между ним и фотодиодом). Подключите схему к источнику питания 9 В, и цифры загорятся двумя нулями. Затем прервите ИК-луч между ИК-светодиодом и фотодиодом, заблокировав его пальцем или каким-либо предметом, теперь одна из цифр изменится с 0 на 1, повторите процесс, и схема подсчитает, сколько раз ИК-луч был сломанные (объекты).

Сейчас разумнее всего превратить эту схему в печатную плату, к сожалению, у меня возникли проблемы с заказом моей, поэтому для остальной части этого проекта я буду использовать макетную плату.

Устранение неполадок: Если ваша схема неисправна, проверьте:

Проводка, Направление компонентов (полярность или ориентация микросхем) (особенно фотодиод)

Источник питания, ИК-пара (посмотрите, работают ли они вместе с простой схемой из моих инструкций "Все об ИК")

Шаг 4: Тело

Мой дизайн, наверное, не самый приятный на вид, но работает нормально.

Вырежьте все, размер не имеет значения, но я бы рекомендовал угол наклона от 20 до 45 градусов. На опорной плите должна быть установлена макетная плата или печатная плата, поэтому существует минимальный размер.

Материал корпуса особого значения не имеет, но я бы выбрал что-нибудь тонкое и прочное, например, прессованный картон.

Шаг 5: Придерживайтесь

Соберите конструкцию, как только все будет вырезано. Используйте скотч, чтобы скрепить его по форме, и нанесите клей. Клей ПВА идеален, но для его высыхания нужно время. А теперь подожди.

Как только вы убедитесь, что клей высох, снимите ленту, и ваша структура готова.

Шаг 6: Добавьте схему

Наклейте макет со схемой на пустое место в основании конструкции. Убедитесь, что 7-сегментные дисплеи обращены к вам, чтобы вы могли правильно прочитать числа.

Шаг 7: Подключите ИК-пару

Согните выводы ИК-светодиода и фотодиода на 90 градусов. Припаяйте несколько проводов к концам клемм (длина провода должна быть достаточной для подключения диода от места его установки к макетной плате). Затем подключите ИК-пару к макетной плате.

Снова запустите схему, чтобы убедиться, что ваши паяные соединения работают.

Шаг 8: Последние штрихи

Приклейте ИК-пару к наклону, убедитесь, что они находятся с обеих сторон и обращены друг к другу, чтобы создать ИК-луч.

Спрячьте провода, приклеив их к краю откоса.

Затем вырежьте два куска картона длиной около 5 см и высотой до стен склона. Вставьте его, как показано на последнем изображении, прижмите скотчем, пока наносите клей, чтобы приклеить.

Как только это будет сделано, удалите всю ленту, запустите цепь, чтобы убедиться, что она по-прежнему работает правильно. Если вы хотите его украсить, то самое время это сделать.

Диагностика цепи:

Если счетчик не считает, когда вы обрываете ИК-луч (но он работал раньше), это может быть из-за того, что ИК-луч не был полностью заблокирован, это вызвано некоторыми нерегулярными отражениями, которые создает картон. Обычно это можно решить, приклеив крошечную полоску черной бумаги под ИК-светодиод, чтобы он поглощал любые отражающие ИК-излучения. Если проблема не в этом, проверьте, не замкнули ли вы накоротко какие-либо диоды при их приклеивании.

Шаг 9: Готово

Теперь все готово!

Включите его и начните считать!