معرفی مدارهای IR: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

IR یک فناوری پیچیده است اما کار با آن بسیار ساده است. برخلاف LED ها یا LASER ها ، مادون قرمز با چشم انسان قابل مشاهده نیست. در این دستورالعمل ، من استفاده از مادون قرمز را از طریق 3 مدار مختلف نشان خواهم داد.

مدارها از گیرنده های IR یا میکروکنترلرها استفاده نمی کنند ، در عوض از یک دیود نوری برای تشخیص سیگنال IR استفاده می کنند زیرا ساده تر است.

مرحله 1: اصول LED IR و Photodiode

این سه پروژه همگی به LED IR و Photodiode بستگی دارند. چراغ مادون قرمز اشعه مادون قرمز را در همه جهات ساطع می کند ، دیود نوری در کنار آن قرار می گیرد ، بنابراین اگر جسمی بیش از حد به آن نزدیک شود ، تابش مادون قرمز را به دیود نوری منعکس می کند ، دیود نوری مادون قرمز جذب شده را به سیگنال ، سیگنال تبدیل می کند. سپس می توانید موارد دیگر را فعال کنید. توجه داشته باشید که نمودار بالا دارای یک LED IR سیاه و یک دیود شفاف است ، این امر معمولاً متداول نیست ، اما در 3 پروژه زیر از نوع معمولی جفت های IR استفاده می شود (IR LED: شفاف ، Photodiode: سیاه/تیره) رنگ بنفش). رنگ دیودها مهم نیست ، فقط مطمئن شوید که به خاطر دارید که کدام یک است.

نکات مهمی که باید به آن توجه کنید (موارد زیر را بخوانید):

IR IR: LED مادون قرمز تابش IR ساطع می کند ، ما نمی توانیم تابش را ببینیم زیرا دارای فرکانس کمتری نسبت به نور مرئی است ، انسان ها فقط می توانند مادون قرمز را به عنوان گرما تشخیص دهند (بنابراین LED IR می تواند کمی گرم شود ، این طبیعی است) و تابش مضر نیست چون فقط گرماست

دیود نوری: فوتودیود مانند یک LED است اما نور نمی دهد ، در عوض ، یک سنسور نور است (مانند LDR اما نه کاملاً). دیود نوری می تواند انواع مختلفی داشته باشد: معمولاً شبیه یک LED سیاه است اما همچنین می تواند شفاف باشد (که در آن با سایر LED ها مخلوط نشود). دیود نوری متفاوت از LED های معمولی متصل شده است ، به جای Vcc به آند LED ، این Vcc به کاتد فوتودیود (مانند نحوه اتصال باتری ها) است.

هنگام خرید LED های مادون قرمز و دیودهای نوری ، سعی کنید آنها را به صورت جفت خریداری کنید زیرا گاهی اوقات LED IR با دیود نوری کار نمی کند.

مرحله 2: مدار IR 1

اولین مدار IR فقط نحوه عملکرد این جفت (IR LED و Photodiode) را نشان می دهد. با استفاده از ترانزیستور ، می توانیم آنالوگ کثیف از فوتودیود را به آنالوگ تمیز تبدیل کنیم که LED خروجی آن را بیشتر دوست دارد. مدار بسیار ساده است ، تنها چیزی که نیاز دارد این است:

مقاومت: 2x 220 اهم (یا مشابه) ، 1x 10k

دیود: 1x IR LED ، 1x LED عمومی ، 1x Photodiode

ترانزیستور: 1x BC547 (یا هر ترانزیستور NPN معادل به عنوان مثال 2n2222A)

منبع تغذیه 5 ولت (USB خوب است) ، سیم های جامپر و تخته نان.

مرحله 3: آزمایش مدار 1 IR

قبل از اتمام مدار ، مطمئن شوید که LED IR و Photodiode در کنار یکدیگر قرار گرفته اند.

پس از اتمام مدار ، سنسور را با حرکت دادن یک شی یا انگشت خود در فاصله 5 سانتی متری بالای دو دیود آزمایش کنید ، سپس شیء/انگشت را به آرامی به سمت دیودها حرکت دهید تا هر دو را لمس کنید. LED عمومی باید هرچه بیشتر نزدیک می شود بیشتر روشن شود ، این به این دلیل است که شی مادون قرمز را بیشتر در دیود نوری منعکس می کند.

اگر این اتفاق نیفتاد ، بررسی کنید که فوتودیود را به درستی وارد کرده اید ، اتصالات سیم خود را بررسی کنید ، منبع تغذیه خود را بررسی کنید ، اگر هیچ یک از این موارد کمک نکرد ، ممکن است مشکل بین IR LED و فوتودیود رخ داده باشد (شما باید دیودهای جدید بخرید یا یک جفت دیگر را امتحان کنید)

اطمینان حاصل کنید که مدار را زیر نور خورشید یا نور بسیار روشن اجرا نکنید زیرا این باعث می شود که دیود نوری اشتباه گرفته شود.

مرحله 4: مدار IR 2

اکنون متوجه شده اید که چگونه LED IR و Photodiode به عنوان یک سنسور با هم کار می کنند ، ما قصد داریم مدار قبلی را به یک مدار زنگ خطر تبدیل کنیم. این مدار از یک آمپر OP برای تقویت سیگنال دیودهای نوری استفاده می کند ، یک زنگ به خروجی آمپر OP متصل است اما می توان آن را تغییر داد و با یک جزء/مدار دیگر جایگزین کرد.

این مدار به موارد زیر نیاز دارد:

مقاومت: 1x 220 (یا مشابه) ، 1x 10k

پتانسیومتر: 1x 10k

دیود: 1x IR LED ، 1x فوتودیود

تراشه IC: 1x LM358

سایرین: 1 برابر زنگ بزنید یا مدار خود را جایگزین کنید.

منبع تغذیه 5 ولت (USB خوب است) ، Breadboard ، سیم های بلوز.

مرحله 5: آزمایش مدار 2 IR

به یاد داشته باشید که دو دیود باید به عنوان آخرین مدار در کنار یکدیگر باشند. برای آزمایش مدار ، یک شی یا دست خود را به بالای دو دیود منتقل کنید ، این باید زنگ هشدار را فعال کند. همچنین می توانید با چرخاندن پتانسیومتر حساسیت دیود نوری را تنظیم کنید ، زمانی خواهد بود که زنگ هشدار همیشه روشن است ، این به این دلیل است که فوتودیود به IR بسیار حساس است و آن را از جو اطراف خود تشخیص می دهد. برای من امکان پذیر نیست که مدار را در تصویر بالا نشان دهم ، اما فقط تصور کنید که می توانید صدای زنگ را بشنوید.

مدار را در زیر نور خورشید یا نور بسیار روشن کار نکنید زیرا می تواند دیود نوری را اشتباه بگیرد.

برای عیب یابی ، مرحله 3 را تکرار کنید.

مرحله 6: مدار IR 3

در این مدار ، ما یک LED (یا هر خروجی) را بدون فشار دادن یک دکمه فعال می کنیم. این بار از دو جفت LED LED و Photodiodes استفاده می شود. به جای استفاده از تقویت کننده OP ، برای سادگی از تایمر 555 استفاده می کنیم. ما همچنین ترانزیستورها را برای صاف کردن سیگنال آنالوگ باز می گردانیم.

این مدار به موارد زیر نیاز دارد:

مقاومت: 3x220 اهم ، 2x 10k ، 2x 1M ، 2x 3M

خازن: 1x 10nf

دیود: 2x IR LED ، 2x Photodiode ، 1x LED عمومی

ترانزیستور: BC547 (یا معادل آن)

تراشه IC: تایمر 55x 1x

منبع تغذیه 5 ولت (USB خوب است) ، Breadboard ، سیم های بلوز

مطمئن شوید که دو جفت دیود بین آنها فاصله داشته باشد تا با یکدیگر تداخل نداشته باشند. همچنین ، مطمئن شوید که دیودهای مناسب را با هم جفت می کنید.

مرحله 7: آزمایش مدار 3 IR

مدار شامل دو جفت دیود است ، یکی خروجی را روشن می کند ، دیگری آن را خاموش می کند. ابتدا باید دریابید که کدام جفت دیودها چه چیزی را کنترل می کنند. پس از انجام این کار ، می توانید خروجی را با قرار دادن یک شی روی یک جفت دیود روشن کنید. خروجی حتی بعد از اینکه شیء خود را از سنسور برداشته اید روشن می ماند ، خروجی فقط در صورتی که یک شی را روی سنسور دیگر بکشید خاموش می شود ، سپس خاموش می شود تا زمانی که این روند را تکرار کنید.

باز هم ، زیر نور خورشید کار نکنید.

مرحله 8: موارد IR بیشتر

دنیای بسیار بزرگتری برای مدارهای IR وجود دارد که بسیار پیچیده نیست اما بسیار جذاب است. به جای LED های IR و فوتودیودها ، مدارهای بهتر شامل ریموت های مادون قرمز و گیرنده های IR است ، این دستگاه ها می توانند محدوده بسیار بیشتری را پوشش دهند و همچنین می توانند اطلاعات بیشتری را منتقل کنند.

در صورت وجود هر گونه س ،ال ، لطفاً با خیال راحت آن را بپرسید.