Įvadas į IR grandines: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

IR yra sudėtinga technologija, tačiau labai paprasta dirbti. Skirtingai nei šviesos diodai ar lazeriai, infraraudonųjų spindulių nematyti žmogaus akimis. Šioje instrukcijoje aš parodysiu infraraudonųjų spindulių naudojimą per 3 skirtingas grandines.

Grandinėse nebus naudojami IR imtuvai ar mikrovaldikliai, vietoj to jie naudos fotodiodą IR signalui aptikti, nes tai yra paprasčiau.

1 žingsnis: IR šviesos diodas ir fotodiodo pagrindai

Visi trys projektai priklauso nuo IR šviesos diodo ir fotodiodo. IR šviesos diodas skleidžia infraraudonąją spinduliuotę visomis kryptimis, fotodiodas yra šalia jo, taigi, jei objektas priartės prie jo, jis atspindės infraraudonąją spinduliuotę į fotodiodą, fotodiodas pavers infraraudonąją spinduliuotę, kurią jis sugeria, į signalą. tada galite suaktyvinti kitus dalykus. Atkreipkite dėmesį, kad aukščiau pateiktoje diagramoje yra juodas IR šviesos diodas ir skaidrus fotodiodas, tai nėra labai įprasta, nes paprastai būna atvirkščiai, tačiau šiuose 3 projektuose naudojamos įprasto tipo IR poros (IR šviesos diodas: skaidrus, fotodiodas: juodas/tamsus) violetinė). Diodų spalvos nesvarbios, tačiau tiesiog atsiminkite, kuris iš jų yra.

Svarbūs dalykai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį (perskaitykite šiuos dalykus):

IR šviesos diodas: infraraudonųjų spindulių šviesos diodas skleidžia IR spinduliuotę, mes nematome spinduliuotės, nes jos dažnis yra mažesnis nei matomos šviesos, žmonės gali infraraudonųjų spindulių ryšį aptikti tik kaip šilumą (todėl IR šviesos diodas gali šiek tiek įkaisti, tai yra normalu), o spinduliuotė yra nekenkia, nes tai tik karštis.

Fotodiodas: fotodiodas yra kaip šviesos diodas, tačiau jis neišskiria šviesos, o yra šviesos jutiklis (kaip LDR, bet ne visai). Fotodiodas gali būti įvairių formų: paprastai jis atrodo kaip juodas šviesos diodas, tačiau jis taip pat gali būti skaidrus (nesimaišant su kitais šviesos diodais). Fotodiodas yra prijungtas skirtingai nuo įprastų šviesos diodų, o ne Vcc prie šviesos diodo anodo, tai Vcc prie fotodiodo katodo (pvz., Kaip prijungiate baterijas).

Pirkdami IR šviesos diodus ir fotodiodus, pabandykite juos pirkti poromis, nes kartais IR šviesos diodas neveikia su fotodiodu.

2 žingsnis: IR grandinė 1

Pirmoji IR grandinė tiesiog parodys, kaip veikia pora (IR LED ir fotodiodas). Naudodami tranzistorių, purviną analogą iš fotodiodo galime paversti švariu analogu, kuris išvesties šviesos diodui labiau patinka. Grandinė yra labai paprasta, tereikia:

Rezistorius: 2x 220ohm (arba panašus), 1x 10k

Diodas: 1x IR LED, 1x bendras LED, 1x fotodiodas

Tranzistorius: 1x BC547 (arba bet kuris lygiavertis NPN tranzistorius, pvz., 2n2222A)

5 V maitinimo šaltinis (USB puikiai tinka), trumpieji laidai ir duonos lenta.

3 žingsnis: IR grandinės 1 bandymas

Prieš baigdami grandinę įsitikinkite, kad IR šviesos diodas ir fotodiodas yra vienas šalia kito.

Baigę grandinę, patikrinkite jutiklį, pakeldami objektą ar pirštą maždaug 5 cm virš dviejų diodų, tada lėtai judinkite objektą/pirštą link diodų, kol paliesite abu. Bendras šviesos diodas turėtų užsidegti kuo arčiau, nes objektas labiau atspindi infraraudonųjų spindulių ryšį į fotodiodą.

Jei taip neatsitiks, patikrinkite, ar teisingai įdėjote fotodiodą, patikrinkite laidų jungtis, maitinimo šaltinį, jei niekas nepadeda, problema galėjo kilti tarp IR šviesos diodo ir fotodiodo (turėtumėte įsigyti naujų arba Išbandykite kitą porą).

Įsitikinkite, kad nepaleidžiate grandinės po saule ar labai ryškia šviesa, nes tai suklaidins fotodiodą.

4 žingsnis: IR grandinė 2

Dabar jūs suprantate, kaip IR šviesos diodas ir fotodiodas veikia kartu kaip jutiklis, ankstesnę grandinę paversime pavojaus grandine. Ši grandinė fotodiodų signalui sustiprinti naudos OP stiprintuvą, prie OP stiprintuvo išvesties yra prijungtas garsinis signalas, tačiau jį galima pakeisti ir pakeisti kitu komponentu/grandine.

Šiai grandinei reikės:

Rezistorius: 1x 220 (arba panašus), 1x 10k

Potenciometras: 1x 10k

Diodas: 1x IR LED, 1x fotodiodas

IC mikroschema: 1x LM358

Kiti: 1x garsinis signalas arba pakeiskite jį savo grandine.

5 V maitinimo šaltinis (USB yra gerai), duonos lenta, trumpieji laidai.

5 žingsnis: 2 IR grandinės bandymas

Atminkite, kad du diodai turi būti šalia vienas kito kaip paskutinė grandinė. Norėdami patikrinti grandinę, perkelkite objektą ar ranką virš dviejų diodų, tai turėtų suaktyvinti aliarmą. Taip pat galite reguliuoti fotodiodo jautrumą pasukdami potenciometrą, bus momentas, kai žadintuvas visada bus įjungtas, nes fotodiodas yra toks jautrus IR, kad jį aptinka iš aplinkinės atmosferos. Man neįmanoma parodyti grandinės veikimo aukščiau esančiame paveikslėlyje, bet įsivaizduokite, kad girdite garsinio signalo garsą.

Nenaudokite grandinės po saule ar labai ryškia šviesa, nes tai gali supainioti fotodiodą.

Norėdami pašalinti triktis, pakartokite 3 veiksmą.

6 žingsnis: IR grandinė 3

Šioje grandinėje mes suaktyvinsime šviesos diodą (arba bet kurį išėjimą) nespausdami mygtuko. Šį kartą bus naudojamos dvi poros IR šviesos diodų ir fotodiodų. Užuot naudoję OP stiprintuvą, paprastumui naudosime 555 laikmatį. Mes taip pat grąžinsime tranzistorius, kad išlygintume analoginį signalą.

Šiai grandinei reikės:

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

Kondensatorius: 1x 10nf

Diodas: 2x IR LED, 2x fotodiodas, 1x bendras LED

Tranzistorius: BC547 (arba lygiavertis)

IC lustas: 1x 555 laikmatis

5 V maitinimo šaltinis (USB yra gerai), duonos lenta, trumpieji laidai

Įsitikinkite, kad tarp dviejų diodų porų yra atstumas, kad jos netrukdytų viena kitai. Taip pat įsitikinkite, kad suporavote tinkamus diodus.

7 žingsnis: IR grandinės 3 bandymas

Grandinę sudaro dvi poros diodų, viena įjungia išėjimą, kita - išjungia. Pirmiausia turite išsiaiškinti, kuri diodų pora ką valdo. Kai tai padarysite, galite įjungti išvestį, užvesdami objektą virš vienos diodų poros. Išvestis liks net ir tada, kai atitrauksite objektą nuo jutiklio, išėjimas bus išjungtas tik tada, kai užvesite objektą virš kito jutiklio; jis liks išjungtas, kol pakartosite šį procesą.

Vėlgi, nedirbkite saulėje.

8 žingsnis: daugiau IR dalykų

Yra daug didesnis IR grandinių pasaulis, jis nėra labai sudėtingas, bet gana žavus. Vietoj IR šviesos diodų ir fotodiodų geresnes grandines sudarytų IR nuotolinio valdymo pultai ir IR imtuvai, šie įrenginiai gali apimti daug didesnį diapazoną ir taip pat gali perduoti daugiau informacijos.

Jei kiltų kokių nors klausimų, drąsiai klauskite.