Een naderingssensor maken: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Een zelfstudie over het maken van een infrarood (IR) naderingssensorcircuit, samen met een gedetailleerde uitleg over hoe het circuit werkt. De gevoeligheid of het detectiebereik kan ook worden geregeld door de potentiometer aan te passen.

Stap 1: Video-tutorial

Stap 2: Benodigde onderdelen

1. LM 358 IC2.1 Infrarood LED-fotodiodepaar 3. Weerstanden: 470, 270R, 10K4. Potentiometer: 10K5.pcb of breadboard6.9v batterij en clip7.led8.buzzer9.ic basis

Stap 3: Verklaring van de werking van het circuit:

De detectiecomponent in dit circuit is de IR-fotodiode. Hoe groter de hoeveelheid infrarood licht die op de IR-fotodiode valt, hoe groter de stroom die er doorheen stroomt. (Energie van IR-golven wordt geabsorbeerd door elektronen op de p-n-overgang van de IR-fotodiode, waardoor er stroom gaat vloeien) Deze stroom, wanneer deze door de 10k-weerstand stroomt, zorgt ervoor dat er een potentiaalverschil (spanning) ontstaat. De grootte van deze spanning wordt gegeven door de wet van Ohm, V=IR. Omdat de waarde van de weerstand constant is, is de spanning over de weerstand recht evenredig met de grootte van de stroom die vloeit, die op zijn beurt recht evenredig is met de hoeveelheid infraroodgolven die op de IR-fotodiode vallen. Dus wanneer een object wordt gebracht dichter bij de IR-LED, het fotodiodepaar, neemt de hoeveelheid IR-stralen van de IR-LED die reflecteert en valt op de IR-fotodiode toe en daarom neemt de spanning op de weerstand toe (van de aftrek in de vorige paragraaf). We vergelijken deze spanningsverandering (dichter bij het object, meer is de spanning bij 10K weerstand / IR-fotodiode) met een vaste referentiespanning (gemaakt met behulp van een potentiometer). Hier wordt LM358 IC (A comparator/OpAmp) gebruikt voor het vergelijken van de sensor- en referentiespanningen. De positieve klem van de fotodiode (dit is het punt waar de spanning verandert in verhouding tot de objectafstand) is verbonden met de niet-inverterende ingang van OpAmp en de referentiespanning is verbonden met de inverterende ingang van OpAmp. De OpAmp werkt op een manier dat wanneer de spanning bij niet-inverterende ingang meer is dan de spanning bij inverterende ingang, wordt de uitgang AAN. Als er geen object in de buurt van de IR-nabijheidssensor is, moet de LED worden uitgeschakeld. Dus passen we de potentiometer aan om de spanning bij de inverterende ingang meer dan niet-inverterend te maken. Wanneer een object de IR-nabijheidssensor nadert, neemt de spanning op de fotodiode toe en op een gegeven moment wordt de spanning op de niet-inverterende ingang meer dan de inverterende ingang, waardoor OpAmp de LED inschakelt. Op dezelfde manier, wanneer het object verder van de IR-nabijheidssensor beweegt, neemt de spanning op de niet-inverterende ingang af en wordt op een gegeven moment minder dan de inverterende ingang, waardoor OpAmp wordt uitgeschakeld de led.

Stap 4: Schakelschema

Stap 5: Gids voor probleemoplossing

1. Controleer alle aansluitingen aan de hand van het schakelschema. 2. Controleer of de LED's goed werken. (Digitale camera's kunnen infraroodlicht detecteren, dus u kunt controleren of de infrarood-LED werkt met een digitale camera) 3. De IR-fotodiode die in deze video wordt gebruikt, is wit en de IR-LED is zwart. Maar het kan in jouw geval ook andersom zijn. U kunt bepalen welke LED/fotodiode is door zowel de diode als het fotodiodepaar afzonderlijk aan te sluiten op de voeding (via een 220 weerstand) en te zien welke gloeit met een digitale camera.4. Op een uiterste positie van de potentiometerknop, de LED moet uit zijn en in de andere uiterste positie moet de LED aan zijn. Nu kunt u beginnen met het draaien van de knop van de potentiometer vanaf de uiterste positie waar de LED brandt, totdat de LED net uitgaat. Nu zou de IR-nabijheidssensor correct moeten werken.