Uvod v IR vezja: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

IR je kompleksen kos tehnologije, vendar zelo enostaven za delo. Za razliko od LED ali LASER, infrardeče svetlobe ni mogoče videti s človeškim očesom. V tem navodilu bom prikazal uporabo infrardeče svetlobe skozi 3 različna vezja.

Vezja ne bodo uporabljala IR sprejemnikov ali mikrokrmilnikov, namesto tega bodo za zaznavanje IR signala uporabila fotodiodo, ker je to bolj preprosto.

Korak: Osnove IR LED in fotodiode

Vsi trije projekti so odvisni od IR LED in fotodiode. IR LED oddaja infrardeče sevanje v vseh smereh, fotodioda je postavljena zraven, tako da če se mu predmet približa preveč, bo infrardeče sevanje odseval v fotodiodo, fotodioda pa infrardeče sevanje, ki ga absorbira, pretvori v signal, signal potem lahko aktivirate druge stvari. Upoštevajte, da zgornji diagram vsebuje črno IR LED in prozorno fotodiodo, kar ni zelo pogosto, saj je običajno obratno, vendar naslednji 3 projekti uporabljajo normalno vrsto IR parov (IR LED: prozorna, fotodioda: črna/temna vijolična). Barve diod niso pomembne, ampak se prepričajte, da se spomnite, katera je katera.

Pomembne stvari (preberite naslednje):

IR LED: infrardeča LED oddaja IR sevanje, sevanja ne vidimo, ker vsebuje nižjo frekvenco kot vidna svetloba, ljudje lahko infrardečo svetlobo zaznajo le kot toploto (zato se lahko IR LED nekoliko segreje, to je normalno), sevanje pa je ni škodljivo, ker gre le za toploto.

Fotodioda: Fotodioda je kot LED, vendar ne oddaja svetlobe, namesto tega je svetlobni senzor (kot LDR, vendar ne povsem). Fotodioda je lahko v različnih oblikah: običajno je videti kot črna LED, lahko pa je tudi prozorna (v kateri se ne meša z drugimi LED). Fotodioda je priključena drugače kot običajne LED, namesto Vcc na anodo LED, Vcc je na katodo fotodiode (na primer, kako povežete baterije).

Ko kupujete IR LED in fotodiode, jih poskusite kupiti v parih, ker včasih IR LED ne deluje s fotodiodo.

2. korak: IR vezje 1

Prvo IR vezje bo samo pokazalo, kako par (IR LED in fotodioda) deluje. Z uporabo tranzistorja lahko umazani analog s fotodiode spremenimo v čisti analog, ki je izhodni LED bolj všeč. Vezje je zelo preprosto, vse kar potrebuje je:

Upor: 2x 220ohm (ali podobno), 1x 10k

Dioda: 1x IR LED, 1x Generična LED, 1x fotodioda

Tranzistor: 1x BC547 (ali katerikoli enakovreden NPN tranzistor, npr. 2n2222A)

5 -voltni vir napajanja (USB je v redu), mostične žice in plošča.

3. korak: Preizkus IR vezja 1

Preden zaključite vezje, se prepričajte, da sta IR LED in fotodioda postavljeni drug poleg drugega.

Ko je vezje končano, preizkusite senzor tako, da z miško postavite predmet ali prst približno 5 cm nad dve diodi, nato pa predmet/prst počasi premaknite proti diodam, dokler se ne dotaknete obeh. Splošna LED dioda bi morala svetleti čim bližje, to je zato, ker predmet bolj infrardeče odseva v fotodiodo.

Če se to ne zgodi, preverite, ali ste pravilno vstavili fotodiodo, preverite žične povezave, preverite vir napajanja, če nič od tega ne pomaga, je morda prišlo do težave med IR LED in fotodiodo (kupiti morate nove oz. poskusite z drugim parom).

Poskrbite, da vezja ne zaženete pod soncem ali zelo močno svetlobo, ker bo to zmotilo fotodiodo.

4. korak: IR vezje 2

Zdaj, ko razumete, kako IR LED in fotodioda delujeta skupaj kot senzor, bomo prejšnje vezje preoblikovali v alarmno vezje. To vezje bo uporabljalo ojačevalnik OP za ojačanje signala fotodiod, na izhod OP ojačevalnika je priključen zvočni signal, vendar ga je mogoče spremeniti in zamenjati z drugo komponento/vezjem.

Za to vezje bo potrebno:

Upor: 1x 220 (ali podobno), 1x 10k

Potenciometer: 1x 10k

Dioda: 1x IR LED, 1x fotodioda

IC čip: 1x LM358

Drugi: 1x zvočni signal ali ga zamenjajte z lastnim vezjem.

5v napajanje (USB je v redu), plošča, mostične žice.

5. korak: Preizkus IR kroga 2

Ne pozabite, da morata biti dve diodi drug poleg drugega kot zadnje vezje. Če želite preizkusiti vezje, premaknite predmet ali roko nad dve diodi, to bi moralo sprožiti alarm. Občutljivost fotodiode lahko prilagodite tudi z obračanjem potenciometra, prišlo bo do trenutka, ko bo alarm vedno vklopljen, ker je fotodioda tako občutljiva na IR, da jo zazna iz ozračja okoli nje. Na zgornji sliki ne morem prikazati delovanja vezja, ampak samo predstavljajte si, da lahko slišite zvok brenčev.

Ne uporabljajte vezja pod soncem ali zelo močno svetlobo, ker lahko to zmede fotodiodo.

Če želite odpraviti težave, ponovite 3. korak.

Korak 6: IR vezje 3

V tem vezju bomo aktivirali LED (ali kateri koli izhod) brez pritiska na gumb. Tokrat bosta uporabljena dva para IR LED in fotodiode. Namesto OP ojačevalnika bomo za preprostost uporabili časovnik 555. Vrnili bomo tudi tranzistorje za glajenje analognega signala.

To vezje bo zahtevalo:

Upor: 3x 220ohm, 2x 10k, 2x 1M, 2x 3M

Kondenzator: 1x 10 nf

Dioda: 2x IR LED, 2x fotodioda, 1x generična LED

Tranzistor: BC547 (ali enakovreden)

IC čip: 1x merilnik časa 555

5v napajanje (USB je v redu), plošča, mostične žice

Prepričajte se, da imata dva para diod med seboj razdaljo, da se ne bosta medsebojno motila. Prav tako pazite, da povežete prave diode.

7. korak: Preizkusite IR vezje 3

Vezje je sestavljeno iz dveh parov diod, ena vklopi izhod, druga pa jo izklopi. Najprej morate ugotoviti, kateri par diod kaj nadzoruje. Ko to storite, lahko izhod vklopite tako, da premaknete predmet na en par diod. Izhod bo ostal vklopljen tudi, ko boste svoj predmet odmaknili od senzorja, izhod se bo izklopil le, če predmet premaknete nad drugi senzor, nato pa ostane izklopljen, dokler ne ponovite tega postopka.

Še enkrat, ne delajte pod sončno svetlobo.

8. korak: Več IR stvari

IR vezja imajo veliko večji svet, ki ni zelo zapleten, vendar je precej fascinanten. Namesto IR LED in fotodiod bi bila boljša vezja sestavljena iz IR daljincev in IR sprejemnikov, te naprave lahko pokrivajo veliko večji doseg in lahko prenašajo tudi več informacij.

Če imate kakršna koli vprašanja, vas prosimo, da vprašate.