Инфракрасный датчик приближения с использованием LM358: 5 шагов

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

Это руководство по созданию ИК-датчика приближения.

Шаг 1. Посмотрите видео

Прежде чем мы продолжим, я рекомендую вам сначала посмотреть полное видео. Там вы найдете полный процесс создания этой простой схемы на макетной плате. Посетите мой канал «ElectroMaker» для получения более подробной информации.

Шаг 2. Посмотрите на схему

Шаг 3: Закажите необходимые детали

IC1 - Любая микросхема OP-Amp будет работать как LM324, LM358, CA3130 и т. Д. (Мы используем ее в качестве компаратора)

R1- Потенциометр / переменный резистор 100 кОм

R2- 100 Ом - 1 кОм

R3- 10 кОм

L1- Инфракрасный светодиод (ИК-светодиод) (ИК-передатчик)

L2- Инфракрасный приемник (ИК-фотодиод) (ИК-датчик)

L3 - нормальный светодиод (любой цвет, цвет не имеет значения)

B1- от 6 до 12 В постоянного тока

Покупайте электронные компоненты по более низкой цене и с бесплатной доставкой: utsource.com

Шаг 4: Как работает эта схема?

Что ж, наша цель в этой схеме - загорать светодиод или зуммер всякий раз, когда какое-либо препятствие приближается к датчику, поэтому сначала у нас есть инфракрасный фотодиод, отрицательный вывод которого подключен к положительной шине, а положительный вывод - к отрицательной шине. Через резистор 10 кОм. Всякий раз, когда инфракрасный свет падает на фотодиод, вырабатывается небольшой ток, величина которого очень меньше где-то в диапазоне микроампер. Тогда нам нужен инфракрасный свет, верно? Итак, мы использовали инфракрасный порт с токоограничивающим резистором, чтобы обеспечить нам инфракрасный свет, поэтому что происходит, когда какое-либо препятствие или любой объект приближается к инфракрасному свету, инфракрасный свет падает на объект или препятствие, которое находится перед инфракрасным светом. и отражается обратно на инфракрасный фотодиод, который затем преобразует его в определенное количество тока (в диапазоне микроампер), и поскольку у нас есть резистор 10 кОм от положительного вывода фотодиода к GND, небольшой ток преобразуется в напряжение, которое рассчитывается по закону Ома (V = IR), где R - постоянная 10 кОм и I, ток которого изменяется в зависимости от количества падающего на него инфракрасного света. Скажем, когда расстояние между ч / б ИК-светодиодом и препятствием составляет 2 см, ток, производимый фотодиодом, составляет 200 мкА (не точное значение, возможно, другое), поэтому напряжение будет 0,0002 А (200 мкА) * 10000 Ом (10 кОм) = 2 Вольта. Чем больше инфракрасного света, тем выше ток, производимый фотодиодом, а это означает, что выше напряжение на положительном выводе фотодиода и наоборот. Затем у нас есть потенциометр / переменный резистор, который действует как делитель напряжения. Формула для расчета Vout = (Rbottom / Rbottom + Rtop * Vin), поэтому, когда потенциометр находится ближе к GND (отрицательная шина), что также означает, что сопротивление по отношению к Vcc (положительной шине) больше, чем к GND, тогда напряжение на среднем выводе потенциометра (Vout) будет высокий и наоборот. Это означает, что мы можем изменять выходное напряжение от 0 до 9 вольт (максимум - это само входное напряжение). Теперь у нас есть два напряжения, одно от фотодиода, а другое от переменного резистора (потенциометра), так как мы можем использовать эти два напряжения для запуска светодиода? Лучше всего сравнить эти два разных напряжения. И мы сделаем это с помощью компонента под названием «Компаратор», который представляет собой просто операционный усилитель без какой-либо обратной связи, ч / б его выход и неинвертирующий вход (тот, что отмечен знаком +), он работает как компаратор. Проще говоря, если напряжение на неинвертирующем входе (тот, который отмечен знаком +) выше, чем напряжение на инвертирующем входе (тот, который отмечен знаком -), на выходе будет высокий уровень (выходное положительное напряжение) и наоборот.. Итак, мы подключаем средний контакт потенциометра (регулируемое выходное напряжение) инвертирующий вход (контакт 2 LM358, который мы используем) и положительный вывод фотодиода (напряжение зависит от инфракрасного света) к неинвертирующему входу (контакт 3). Таким образом, всякий раз, когда напряжение на контакте 3 становится выше, чем на контакте 2, контакт 1 (выход компаратора) становится высоким (выходным напряжением будет само ваше входное напряжение + небольшая потеря напряжения, которая крошечная и едва заметная, и когда контакт 2 выше, чем на контакте 3, выход становится низким (0 В). Теперь вы знаете, почему мы называем этот потенциометр регулятором чувствительности. Если у вас есть в чем-то сомнения, не стесняйтесь спрашивать нас в разделе комментариев к нашим видео.

Шаг 5. Руководство по устранению неполадок

Если ваша схема не работает, выполните следующие действия. Если это не поможет, не стесняйтесь спрашивать нас в разделе комментариев к нашим видео.

1. Проверьте ИС (OP-AMP) (КОМПАРАТОР).

2. Убедитесь, что вы правильно подключили контакты компаратора.

3. Убедитесь, что другие соединения в порядке.

4. Убедитесь, что ваш фотодиод в порядке, попробуйте использовать другой.

5. Убедитесь, что ваш ИК-светодиод в порядке, подключив его к любой батарее вместе с резистором серии 1 кОм и просмотрев его через цифровую камеру (он выглядит розоватым и не виден невооруженным глазом).

6. Убедитесь, что ваш потенциометр подключен правильно.

7. Если светодиод ИЛИ ЗУММЕР мигает или звучит непрерывно, поверните потенциометр в сторону положительного источника питания.

8. Убедитесь, что ваш источник питания подключен правильно, ваша цепь может быть повреждена из-за воздействия на нее высокого напряжения или обратной полярности.