IR -ahelate sissejuhatus: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

IR on keeruline tehnoloogia, kuid sellega töötamine väga lihtne. Erinevalt LED -idest või LASER -idest ei näe infrapuna inimsilmaga. Selles juhendis demonstreerin infrapuna kasutamist kolme erineva vooluahela kaudu.

Ahelad ei kasuta IR -vastuvõtjaid ega mikrokontrollereid, selle asemel kasutavad nad IR -signaali tuvastamiseks fotodioodi, kuna see on lihtsam.

Samm: IR -LED ja fotodioodi põhitõed

Kõik kolm projekti sõltuvad IR -valgusdioodist ja fotodioodist. IR -LED kiirgab infrapunakiirgust igas suunas, fotodiood asetatakse selle kõrvale, nii et kui objekt satub sellele liiga lähedale, peegeldab see infrapunakiirgust fotodioodi, fotodiood muudab infrapuna, mille see neelab, signaaliks. siis saab teisi asju aktiveerida. Pange tähele, et ülaltoodud diagrammil on must IR -valgusdiood ja läbipaistev fotodiood, see pole eriti levinud, kuna tavaliselt on see vastupidi, kuid järgmised 3 projekti kasutavad tavalist tüüpi IR -paare (IR -LED: läbipaistev, fotodiood: must/tume) lilla). Dioodide värvid ei oma tähtsust, vaid pidage meeles, milline neist on.

Olulised asjad, mida tuleb tähele panna (lugege palun järgmist):

IR -LED: infrapuna -LED kiirgab IR -kiirgust, me ei näe kiirgust, kuna see sisaldab nähtavat valgust madalamal sagedusel, inimesed suudavad infrapunakiirgust tuvastada ainult soojusena (nii et IR -LED võib veidi kuumaks minna, see on normaalne) ja kiirgus on pole kahjulik, sest see on lihtsalt kuumus.

Fotodiood: fotodiood on nagu LED, kuid see ei väljasta valgust, selle asemel on see valgusandur (nagu LDR, kuid mitte päris). Fotodiood võib esineda mitmel kujul: see näeb tavaliselt välja nagu must LED, kuid võib olla ka läbipaistev (mille puhul seda ei tohi teiste LED -idega segi ajada). Fotodiood on tavalistest valgusdioodidest erinevalt ühendatud, Vcc asemel LED -i anoodiga on see fotodioodi katoodiga Vcc (nagu akude ühendamine).

IR -valgusdioodide ja fotodioodide ostmisel proovige neid osta paarikaupa, sest mõnikord ei tööta IR -valgusdiood.

Samm 2: IR -ahel 1

Esimene IR -ahel näitab lihtsalt, kuidas paar (IR LED ja fotodiood) töötab. Transistori abil saame fotodioodist määrdunud analoogi muuta puhtaks analoogiks, mis väljund -LED -ile rohkem meeldib. Vooluring on väga lihtne, vaja on ainult järgmist:

Takisti: 2x 220 oomi (vms), 1 x 10 k

Diood: 1x IR LED, 1x üldine LED, 1x fotodiood

Transistor: 1x BC547 (või mis tahes samaväärne NPN -transistor, nt 2n2222A)

5v toiteallikas (USB on korras), hüppaja juhtmed ja leivaplaat.

3. samm: IR -ahela 1 test

Enne vooluringi lõpetamist veenduge, et IR -valgusdiood ja fotodiood oleksid üksteise kõrval.

Kui vooluring on lõpule jõudnud, katsetage andurit, hõljutades objekti või sõrme umbes 5 cm kahe dioodi kohal, seejärel liigutage objekti/sõrme aeglaselt dioodide suunas, kuni puudutate neid mõlemaid. Üldine LED peaks lähemale jõudes rohkem süttima, sest objekt peegeldab fotodioodi rohkem infrapuna.

Kui seda ei juhtu, kontrollige, kas olete fotodioodi õigesti sisestanud, kontrollige juhtmeühendusi, kontrollige toiteallikat. Kui see ei aita, võib probleem tekkida IR -valgusdioodi ja fotodioodi vahel (peaksite ostma uued või proovige teist paari).

Veenduge, et te ei kasuta vooluringi päikese või väga ereda valguse all, sest see ajab fotodioodi segamini.

Samm 4: IR -ahel 2

Nüüd saate aru, kuidas IR -LED ja fotodiood töötavad koos andurina, me muudame eelmise vooluahela häireahelaks. See vooluahel kasutab fotodioodide signaali võimendamiseks OP -võimendit, OP -võimendi väljundiga on ühendatud helisignaal, kuid seda saab muuta ja asendada teise komponendi/vooluahelaga.

See ahel vajab:

Takisti: 1x 220 (või sarnane), 1x 10k

Potentsiomeeter: 1x 10k

Diood: 1x IR LED, 1x fotodiood

IC kiip: 1x LM358

Muud: 1x helisignaal või asendage see oma vooluringiga.

5v toide (USB on korras), leivalaud, hüppaja juhtmed.

5. samm: IR -ahela 2 test

Pidage meeles, et kaks dioodi peavad viimase ahelana olema üksteise kõrval. Vooluahela testimiseks liigutage mõni objekt või käsi kahe dioodi kohale, see peaks vallandama häire. Samuti saate reguleerida fotodioodi tundlikkust, keerates potentsiomeetrit. Tuleb hetk, mil häire on alati sisse lülitatud, sest fotodiood on IR suhtes nii tundlik, et tuvastab selle ümbritsevast atmosfäärist. Mul ei ole võimalik ülaltoodud pildil näidata vooluringi toimimist, kuid kujutage ette, et kuulete helisignaali.

Ärge kasutage vooluringi päikese või väga ereda valguse all, sest see võib fotodioodi segi ajada.

Tõrkeotsingu tegemiseks korrake sammu 3.

6. samm: IR -ahel 3

Selles vooluringis aktiveerime LED -i (või mis tahes väljundi) ilma nuppu vajutamata. Seekord kasutatakse kahte paari IR -valgusdioode ja fotodioode. OP -võimendi asemel kasutame lihtsuse huvides taimerit 555. Analoogsignaali silumiseks toome tagasi ka transistorid.

See ahel nõuab:

Takisti: 3x 220ohm, 2x 10k, 2x 1M, 2x 3M

Kondensaator: 1x 10 nf

Diood: 2x IR LED, 2x fotodiood, 1x üldine LED

Transistor: BC547 (või samaväärne)

IC kiip: 1x 555 taimer

5v toide (USB on korras), leivaplaat, hüppaja juhtmed

Veenduge, et kahe paari dioodide vahel oleks vahemaa, nii et need ei segaks üksteist. Samuti ühendage kindlasti õiged dioodid.

Samm 7: IR -ahela 3 test

Vooluahel koosneb kahest dioodipaarist, üks lülitab väljundi sisse, teine lülitab selle välja. Kõigepealt peate välja mõtlema, milline dioodipaar mida kontrollib. Kui olete seda teinud, saate väljundi sisse lülitada, hõljutades objekti ühe dioodipaari kohal. Väljund jääb sisse ka pärast seda, kui olete objekti andurilt ära võtnud, väljund lülitub välja ainult siis, kui hõljutate objekti teise anduri kohal, jääb see välja, kuni seda protsessi korratakse.

Jällegi ärge töötage päikesevalguse käes.

8. samm: rohkem IR -asju

IR -ahelate jaoks on palju suurem maailm, see pole kuigi keeruline, kuid on üsna põnev. IR -valgusdioodide ja fotodioodide asemel koosneksid paremad vooluahelad IR -kaugjuhtimispuldidest ja IR -vastuvõtjatest, need seadmed võivad katta palju suuremat ulatust ja edastada ka rohkem teavet.

Kui peaks tekkima küsimusi, küsige julgelt.