Bộ đếm đối tượng sử dụng IR: 9 bước (có hình ảnh)

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

Trong dự án nhỏ này, chúng tôi sẽ tạo một bộ đếm đối tượng hoàn toàn tự động với một màn hình phân đoạn đơn giản. Dự án này khá đơn giản và chỉ kết hợp các thiết bị điện tử đơn giản. Mạch này dựa trên Hồng ngoại để phát hiện các đối tượng, để tìm hiểu thêm về cách hoạt động của IR, hãy truy cập Bảng hướng dẫn IR của tôi. Bạn có thể tìm hiểu tất cả về các khái niệm cơ bản của IR ở đó.

Quân nhu

Nguyên liệu: Thẻ A4 CardBoard (Để xây dựng thân và đế)

Mạch:

Bảng mạch x1

CD4026BE x2

LM358 x1

2n222 / BC547 x1 (hoặc bất kỳ bóng bán dẫn tương đương nào)

Nút nhấn 2pin x1

Chiết áp 10k x1

Điện trở 220ohm x2

Điện trở 680ohm x2

10k điện trở x2

2x Màn hình 7 đoạn Cathode chung

IR LED x1

Điốt quang x1

Rất nhiều dây nhảy

Nguồn điện 9v

Dụng cụ: Sắt hàn, Máy cắt / tuốt dây, Dao cắt, Keo PVA, Thước đo góc, Thước kẻ, v.v.

Bước 1: Xem trước

Ý tưởng của dự án này là tạo ra một bộ đếm vật thể để đếm những thứ nhỏ như linh kiện, gạch Lego, hạt … Các vật thể sẽ được thả xuống một đoạn đường nối, nó sẽ lăn xuống một thùng chứa ở phía dưới nhưng sẽ được phát hiện bởi một cặp của máy dò IR.

Đầu ra của Điốt quang sẽ đi qua cổng NOT và sau đó vào bộ so sánh. Các hình ảnh trên cho thấy cách cặp IR phát hiện một đối tượng.

Bước 2: Mạch

Mạch sử dụng cho dự án này không phức tạp, nó sử dụng một amp OP (LM358) làm bộ điều chỉnh đầu vào cho chip hiển thị 7 đoạn (CD4026BE). Tôi đã thiết kế mạch để nó có 2 màn hình 7 đoạn cung cấp cho nó 99 chữ số hoặc 99 đối tượng có thể đếm được. Điều đó chắc chắn là rất nhiều, nhưng nếu không, thì bạn có thể liên kết một màn hình khác sẽ cung cấp cho bạn 999 chữ số, chắc chắn là đủ.

Nút trong mạch là để thiết lập lại.

Chiết áp là để điều chỉnh độ nhạy của điốt quang.

Sơ đồ mạch ở trên giống với mạch breadboard. Nó có thể hơi khó đọc vì nó được nén vào một không gian hạn chế.

LƯU Ý: Bóng bán dẫn trong hình ảnh mạch breadboard bị sai cách, nhưng nó vẫn hoạt động. Tôi sẽ khuyên bạn nên lật nó xung quanh mặc dù một số bóng bán dẫn hoạt động theo cả hai cách. Làm theo cách đấu dây của bóng bán dẫn trong sơ đồ mạch nếu bạn bị nhầm lẫn.

Bước 3: Kiểm tra mạch

Trước khi bạn xây dựng mạch vào dự án, thử nghiệm nó là một ý tưởng thông minh. Tôi đã sửa đổi mạch một chút (bằng cách thay đổi đèn LED hồng ngoại trên một bảng mạch khác để tạo chùm tia hồng ngoại giữa nó và điốt quang). Kết nối mạch với nguồn điện 9v và các chữ số sẽ sáng lên với hai số 0. Tiếp theo phá vỡ chùm tia IR giữa IR LED và Photodiode bằng cách chặn nó bằng ngón tay hoặc một vật thể, lúc này một trong các chữ số sẽ chuyển từ 0 thành 1, lặp lại quá trình và mạch sẽ đếm số lần chùm tia IR đó vỡ (đồ vật).

Điều thông minh cần làm bây giờ là làm cho mạch này thành một PCB, thật không may, tôi gặp vấn đề với việc đặt hàng của tôi nên trong phần còn lại của dự án này, tôi sẽ sử dụng breadboard.

Khắc phục sự cố: Nếu mạch của bạn bị trục trặc, hãy kiểm tra:

Hệ thống dây điện, Hướng thành phần (cực hoặc cách các chip đang đối mặt) (Đặc biệt là Điốt quang)

Nguồn cấp, IR Pair (xem liệu chúng có hoạt động cùng với một mạch đơn giản từ Tài liệu hướng dẫn "Tất cả về IR" của tôi hay không)

Bước 4: Phần thân

Thiết kế của tôi có lẽ không phải là thiết kế đẹp mắt nhất nhưng nó hoạt động tốt.

Cắt mọi thứ ra, kích thước không thực sự quan trọng nhưng tôi khuyên bạn nên để góc dốc nằm trong khoảng từ 20 đến 45 độ. Tấm nền sẽ có breadboard hoặc PCB được gắn trên đó để có kích thước tối thiểu.

Chất liệu của thân máy không thực sự quan trọng nhưng tôi sẽ chọn thứ gì đó mỏng và chắc như bìa cứng nén.

Bước 5: Dính nó

Lắp ráp cấu trúc sau khi mọi thứ được cắt ra. Sử dụng băng dính để giữ nó lại với nhau theo hình dạng và bôi keo. Keo PVA là hoàn hảo nhưng phải mất một thời gian để khô. Giờ thì đợi thôi.

Sau khi xác nhận rằng keo đã khô, hãy bóc băng keo và cấu trúc của bạn đã hoàn thành.

Bước 6: Thêm mạch

Dán breadboard với mạch vào không gian trống trên cơ sở của cấu trúc. Đảm bảo rằng màn hình 7 phân đoạn hướng về phía bạn để bạn có thể đọc các con số một cách phù hợp.

Bước 7: Kết nối cặp IR

Uốn các đầu cuối của cả IR LED và Điốt quang ở 90 độ. Hàn một số dây vào cuối của các thiết bị đầu cuối (dây phải đủ dài để kết nối diode hình thành nơi gắn của nó với breadboard). Tiếp theo, kết nối cặp IR với Breadboard.

Chạy lại mạch của bạn chỉ để đảm bảo các khớp hàn của bạn hoạt động.

Bước 8: Những lần chạm cuối cùng

Dán cặp IR lên dốc, đảm bảo chúng ở cả hai bên và đối diện nhau để tạo ra chùm tia IR.

Giấu các dây bằng cách dán nó vào mép của mái dốc.

Sau đó, cắt hai miếng bìa cứng, có chiều dài khoảng 5cm và chiều cao của các bức tường của mái dốc của bạn. Đặt nó vào như trong hình cuối cùng, giữ nó bằng băng dính khi bạn bôi keo để dính nó xuống.

Sau khi hoàn tất, hãy tháo tất cả băng, chạy mạch để kiểm tra xem nó vẫn hoạt động chính xác. Nếu bạn muốn trang trí nó, thì đây là lúc để làm điều đó.

Khắc phục sự cố mạch:

Nếu bộ đếm không tính khi bạn phá vỡ chùm tia IR (nhưng nó đã hoạt động trước đó), thì có thể là do chùm tia IR không bị chặn hoàn toàn, điều này là do một số phản xạ không đều mà bìa cứng tạo ra. Điều này thường có thể được giải quyết bằng cách dán một dải giấy đen nhỏ dưới đèn LED hồng ngoại để nó hấp thụ bất kỳ tia hồng ngoại phản xạ nào. Nếu đây không phải là vấn đề, hãy kiểm tra xem bạn có bị đoản mạch bất kỳ điốt nào khi dán chúng không.

Bước 9: Kết thúc

Bây giờ nó đã được hoàn thành!

Bật nó lên và bắt đầu đếm!