سنسور مجاورت مادون قرمز با استفاده از LM358: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این در مورد ساخت سنسور مجاورت IR قابل آموزش است

مرحله 1: ویدیو را تماشا کنید

قبل از ادامه کار ، به شما توصیه می کنم ابتدا ویدیوی کامل را تماشا کنید. در آنجا مراحل کامل ساختن این مدار ساده روی تخته نان را خواهید یافت. برای جزئیات بیشتر به کانال من "ElectroMaker" مراجعه کنید.

مرحله 2: به شماتیک نگاه کنید

مرحله 3: قطعات مورد نیاز را سفارش دهید

IC1- هر IC OP-Amp مانند LM324 ، LM358 ، CA3130 و غیره کار می کند (ما از آن به عنوان مقایسه کننده استفاده می کنیم)

R1- 100K Ω پتانسیومتر/ مقاومت متغیر

R2- 100 Ω - 1K Ω

R3- 10K Ω

L1- LED مادون قرمز (IR LED) (فرستنده IR)

L2- گیرنده مادون قرمز (IR-Diode) (سنسور IR)

L3- LED معمولی (هر رنگ ، رنگ واقعا مهم نیست)

B1- 6 تا 12 ولت DC

خرید قطعات الکترونیکی با قیمت ارزان تر و ارسال رایگان: utsource.com

مرحله 4: این مدار چگونه کار می کند؟

خوب ، هدف ما در این مدار این است که هر زمان که مانعی به سنسور نزدیک می شود ، چراغ LED یا زنگ را روشن کنیم ، بنابراین ابتدا یک فوتودیود مادون قرمز داریم که ترمینال منفی آن به ریل مثبت و پایانه مثبت آن به ریل منفی متصل است. از طریق یک مقاومت 10K Ω. هرگاه نور مادون قرمز بر روی دیود نوری بیفتد ، مقدار کمی جریان تولید می شود که در جایی در محدوده Micro-Amps بسیار کم است. سپس ما به نور مادون قرمز نیاز داریم ، درست است؟ بنابراین ما از یک مادون قرمز با یک مقاومت محدودکننده جریان برای ارائه مقداری نور مادون قرمز استفاده کردیم ، بنابراین آنچه اتفاق می افتد این است که وقتی هر مانعی یا جسمی به نور مادون قرمز نزدیک می شود ، نور مادون قرمز به جسم یا مانعی که در مقابل LED مادون قرمز قرار دارد برخورد می کند. و به فوتودیود مادون قرمز منعکس می شود که سپس آن را به مقدار معینی از جریان (در محدوده میکرو آمپر) تبدیل می کند و با داشتن مقاومت 10K Ω از پایانه مثبت فوتودیود به GND ، جریان کوچک به ولتاژ تبدیل می شود و محاسبه شده توسط قانون اهم (V = IR) که در آن R ثابت 10K Ω و I است که با تغییر مقدار نور فروسرخ روی آن جریان تغییر می کند. فرض کنید وقتی فاصله b/w IR IR و مانع 2 سانتی متر است ، جریان تولید شده توسط فوتودیود 200 میکرو آمپر است (مقدار دقیق آن نیست ، شاید متفاوت باشد) بنابراین ولتاژ 0.0002 آمپر (200 میکرو آمپر) خواهد بود.) * 10000Ω (10KΩ) = 2 ولت. نور مادون قرمز بیشتر جریان تولید شده توسط دیود نوری را کاهش می دهد و این بدان معناست که ولتاژ در ترمینال مثبت فوتودیود و بالعکس بیشتر است. سپس یک مقاومت پتانسیومتر/ متغیر داریم که به عنوان تقسیم کننده ولتاژ عمل می کند. فرمول محاسبه Vout = (Rbottom/ Rbottom + Rtop * Vin) بنابراین وقتی پتانسیومتر بیشتر به سمت GND (ریل منفی) است که همچنین به معنی مقاومت در برابر Vcc (ریل مثبت) بیشتر از GND است ، سپس ولتاژ در پین وسط پتانسیومتر (Vout) بالا و برعکس خواهد بود. این بدان معناست که ما می توانیم ولتاژ خروجی خود را از 0 تا 9 ولت تغییر دهیم (حداکثر خود ولتاژ ورودی ما است). اکنون ما دو ولتاژ داریم ، یکی از دیودهای نوری و دیگری از مقاومت متغیر (پتانسیومتر) ، بنابراین چگونه می توانیم از این دو ولتاژ برای راه اندازی یک LED استفاده کنیم؟ بهترین راه مقایسه این دو ولتاژ متفاوت است. و ما این کار را با استفاده از م componentلفه ای به نام "Comparator" انجام می دهیم که فقط یک op-amp است بدون هیچ گونه بازخوردی به خروجی و ورودی خروجی و وارونگی (یکی با علامت + مشخص شده است) ، به عنوان مقایسه کننده عمل می کند. به زبان ساده ، اگر ولتاژ در ورودی غیر معکوس (یکی با +مشخص شده است) بیشتر از ولتاژ ورودی معکوس (یکی با-) باشد ، خروجی بالا می رود (ولتاژ مثبت خروجی) و بالعکس به بنابراین پین وسط پتانسیومتر (ولتاژ خروجی قابل تنظیم) ورودی معکوس (پین 2 LM358 که از آن استفاده می کنیم) و ترمینال مثبت فوتودیود (ولتاژ به نور مادون قرمز بستگی دارد) را به ورودی غیر معکوس (پین 3) متصل می کنیم. بنابراین هر زمان که ولتاژ در پین 3 از پین 2 بیشتر شود ، پین 1 (خروجی مقایسه کننده) زیاد می شود (ولتاژ خروجی خود ولتاژ ورودی شما خواهد بود + افت ولتاژ کمی که بسیار کوچک و به سختی قابل توجه است ، و هنگامی که پین 2 بالاتر از Pin3 است ، خروجی پایین می رود (0V) اکنون می دانید که چرا ما آن پتانسیومتر را به عنوان کنترل حساسیت می نامیم. اگر در چیزی شک دارید ، با خیال راحت در بخش نظرات ویدئوهای ما از ما بپرسید.

مرحله 5: راهنمای عیب یابی

اگر مدار شما کار نمی کند ، مراحل زیر را دنبال کنید. اگر کمکی نکرد ، لطفاً در بخش نظرات ویدئوهای ما از ما بپرسید.

1. IC (OP-AMP) (COMPARATOR) را بررسی کنید

2. مطمئن شوید که پین های مقایسه کننده را به درستی متصل کرده اید

3. مطمئن شوید اتصالات دیگر سالم هستند

4. مطمئن شوید که Photodiode شما خوب است ، سعی کنید از یکی دیگر استفاده کنید

5. با اتصال آن به هر باتری به همراه مقاومت سری 1K OHM و مشاهده آن از طریق دوربین دیجیتال (به نظر می رسد صورتی رنگ است و با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست) مطمئن شوید که LED IR شما خوب است.

6. مطمئن شوید که پتانسیومتر شما به درستی متصل شده است

7. اگر LED یا BUZZER شما چشمک می زند یا به طور مداوم صدا می دهد ، پتانسیومتر خود را بیشتر به سمت منبع تغذیه مثبت بچرخانید

8. مطمئن شوید منبع تغذیه شما به درستی متصل شده باشد ، ممکن است مدار شما با قرار گرفتن در معرض ولتاژهای بالا یا قطب معکوس آسیب ببیند.