Cảm biến tiệm cận hồng ngoại màu đỏ sử dụng LM358: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Đây là hướng dẫn về cách chế tạo cảm biến tiệm cận IR

Bước 1: Xem Video

Trước khi chúng tôi tiếp tục, tôi khuyên bạn nên xem toàn bộ video trước. Ở đó, bạn sẽ tìm thấy toàn bộ quy trình về cách tạo mạch đơn giản này trên bảng mạch. Ghé thăm kênh của tôi 'ElectroMaker' Để biết thêm chi tiết.

Bước 2: Xem sơ đồ

Bước 3: Đặt hàng các bộ phận cần thiết

IC1- Bất kỳ IC OP-Amp nào sẽ hoạt động như LM324, LM358, CA3130, v.v. (Chúng tôi đang sử dụng nó như một bộ so sánh)

R1- Chiết áp 100K Ω / Điện trở biến đổi

R2- 100 Ω - 1K Ω

R3- 10K Ω

L1- Đèn LED hồng ngoại (Đèn LED hồng ngoại) (Máy phát hồng ngoại)

L2- Bộ thu hồng ngoại (IR Photo-Diode) (Cảm biến hồng ngoại)

L3- Đèn LED bình thường (Bất kỳ màu nào, Màu sắc không thực sự quan trọng)

B1- 6 đến 12 vôn DC

Mua linh kiện điện tử với giá rẻ hơn và giao hàng miễn phí: utsource.com

Bước 4: Mạch này hoạt động như thế nào?

Chà, mục tiêu của chúng tôi trong mạch này là làm sáng đèn LED hoặc Buzzer bất cứ khi nào có bất kỳ chướng ngại vật nào đến gần cảm biến, vì vậy trước tiên chúng ta có một Điốt quang hồng ngoại có đầu cực âm được kết nối với đường ray dương và đầu cực dương của nó là đầu nối âm Qua một điện trở 10K Ω. Bất cứ khi nào ánh sáng hồng ngoại chiếu vào điốt quang, một lượng nhỏ dòng điện được tạo ra có cường độ rất nhỏ ở đâu đó trong phạm vi Micro-Amps. Sau đó, chúng ta cần một số ánh sáng hồng ngoại, phải không? Vì vậy, chúng tôi đã sử dụng tia hồng ngoại với điện trở hạn chế dòng điện để cung cấp cho chúng ta một số ánh sáng hồng ngoại, vì vậy điều gì sẽ xảy ra là khi bất kỳ chướng ngại vật hoặc bất kỳ vật thể nào đến gần đèn hồng ngoại, ánh sáng hồng ngoại sẽ chạm vào vật thể hoặc chướng ngại vật phía trước đèn LED hồng ngoại và phản xạ trở lại điốt quang hồng ngoại, sau đó chuyển đổi nó thành một lượng dòng điện nhất định (trong phạm vi micro-ampe) và khi chúng ta có điện trở 10K Ω từ cực dương của điốt quang đến GND, dòng điện nhỏ sẽ được chuyển đổi thành điện áp và được tính bằng định luật ohms (V = IR) trong đó R Là 10K Ω không đổi và I mà dòng điện thay đổi theo lượng ánh sáng truyền vào nó. Giả sử khi khoảng cách b / w IR LED và vật cản là 2 cm, dòng điện được tạo ra bởi điốt quang là 200 micro-ampe (không phải là giá trị chính xác, nó có thể khác) vì vậy điện áp sẽ là 0,0002 Amps (200 micro-ampe) * 10000Ω (10KΩ) = 2 Vôn. Càng nhiều ánh sáng hồng ngoại sẽ giảm dòng điện tạo ra bởi photodiode càng cao và điều đó có nghĩa là điện áp ở cực dương của photodiode và Vice-Versa càng cao. Sau đó, chúng ta có một Biến trở / Biến trở hoạt động như một bộ chia điện áp. Công thức tính Vout = (Rbottom / Rbottom + Rtop * Vin) nên khi chiết áp hướng về phía GND (Đường ray âm) cũng có nghĩa là điện trở về phía Vcc (Đường ray dương) sẽ cao hơn so với về phía GND, thì điện áp ở chân giữa của chiết áp (Vout) sẽ cao và Vice-Versa. Điều đó có nghĩa là chúng tôi có thể thay đổi điện áp đầu ra của mình từ 0 đến 9 Volts (Tối đa là điện áp đầu vào của chính chúng tôi). Bây giờ chúng ta có hai điện áp, một điện áp từ điốt quang và một điện áp khác từ biến trở (chiết áp), vậy làm thế nào chúng ta có thể sử dụng hai điện áp này để kích hoạt đèn LED? Cách tốt nhất là so sánh hai hiệu điện thế khác nhau đó. Và chúng tôi sẽ làm điều đó bằng cách sử dụng một thành phần được gọi là 'Bộ so sánh' chỉ là một op-amp mà không có bất kỳ phản hồi nào đính kèm b / w của nó là đầu ra và đầu vào không đảo ngược (được đánh dấu bằng dấu +), nó hoạt động như một bộ so sánh. Nói một cách dễ hiểu, Nếu điện áp ở đầu vào không nghịch đảo (một đầu được đánh dấu +) cao hơn điện áp ở đầu vào đảo ngược (một được đánh dấu -), thì đầu ra sẽ cao (điện áp dương đầu ra) và Phó bản. Vì vậy, chúng tôi kết nối chân giữa của chiết áp (điện áp đầu ra có thể điều chỉnh) Đầu vào đảo ngược (Chân 2 của LM358 mà chúng tôi đang sử dụng) và đầu cực dương của điốt quang (điện áp phụ thuộc vào ánh sáng hồng ngoại) với đầu vào không đảo (Chân 3) Vì vậy, bất cứ khi nào điện áp tại Pin 3 cao hơn Pin 2, Pin 1 (đầu ra của bộ so sánh) sẽ tăng cao (Điện áp đầu ra sẽ là chính điện áp đầu vào của bạn + tổn thất điện áp rất nhỏ và hầu như không đáng chú ý, và khi Pin 2 cao hơn Pin3 đó, đầu ra ở mức Thấp (0V) Bây giờ bạn đã biết tại sao chúng tôi gọi chiết áp đó là điều khiển độ nhạy. Nếu bạn có nghi ngờ về điều gì đó, hãy hỏi chúng tôi trong phần bình luận của video của chúng tôi.

Bước 5: Hướng dẫn khắc phục sự cố

Nếu mạch của bạn không hoạt động, hãy làm theo các bước bên dưới. Nếu nó không hữu ích, hãy hỏi chúng tôi trong phần bình luận của video của chúng tôi.

1. Kiểm tra IC (OP-AMP) (SO SÁNH)

2. Đảm bảo rằng bạn đã kết nối các chân của bộ so sánh đúng cách

3. Đảm bảo các kết nối khác vẫn ổn

4. Đảm bảo rằng Điốt quang của bạn ổn, Hãy thử sử dụng một Điốt khác

5. Đảm bảo rằng đèn LED hồng ngoại của bạn vẫn ổn bằng cách kết nối nó với bất kỳ pin nào cùng với điện trở 1K OHM Series và xem nó qua máy ảnh kỹ thuật số (Nó có màu hơi hồng và không thể nhìn thấy bằng mắt thường)

6. Đảm bảo rằng chiết áp của bạn được kết nối đúng cách

7. Nếu đèn LED HOẶC BUZZER của bạn nhấp nháy hoặc phát ra âm thanh liên tục thay vì xoay chiết áp của bạn nhiều hơn về phía nguồn điện Tích cực

8. Đảm bảo nguồn điện của bạn được kết nối đúng cách, Mạch của bạn có thể bị hỏng do tiếp xúc với điện áp cao hoặc phân cực ngược.