ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับวงจร IR: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

IR เป็นเทคโนโลยีที่ซับซ้อน แต่ใช้งานได้ง่ายมาก ไม่เหมือนกับ LED หรือ LASERs อินฟราเรดไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ ในคำแนะนำนี้ ฉันจะสาธิตการใช้อินฟราเรดผ่าน 3 วงจรที่แตกต่างกัน

วงจรจะไม่ใช้ตัวรับ IR หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่จะใช้โฟโตไดโอดในการตรวจจับสัญญาณ IR แทน เพราะมันง่ายกว่า

ขั้นตอนที่ 1: ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับ IR LED และโฟโตไดโอด

ทั้งสามโครงการขึ้นอยู่กับ IR LED และโฟโตไดโอด IR LED ปล่อยรังสีอินฟราเรดในทุกทิศทาง โฟโตไดโอดถูกวางไว้ข้างๆ ดังนั้นหากวัตถุเข้าใกล้วัตถุมากเกินไป มันจะสะท้อนรังสีอินฟราเรดเข้าสู่โฟโตไดโอด โฟโตไดโอดจะเปลี่ยนอินฟราเรดที่ดูดซับเป็นสัญญาณ สัญญาณ แล้วเปิดใช้งานอย่างอื่นได้ หมายเหตุ แผนภาพด้านบนมี LED IR สีดำและโฟโตไดโอดแบบโปร่งใส ซึ่งไม่ธรรมดามาก เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะมีลักษณะตรงกันข้าม แต่ 3 โปรเจ็กต์ต่อไปนี้ใช้คู่ IR ประเภทปกติ (IR LED: โปร่งใส, โฟโตไดโอด: ดำ/มืด สีม่วง). สีของไดโอดไม่สำคัญ แต่คุณต้องจำไว้เสมอว่าสีไหนเป็นสีอะไร

สิ่งสำคัญที่ควรทราบ (โปรดอ่านต่อไปนี้):

IR LED: LED อินฟราเรดปล่อยรังสี IR เราไม่สามารถมองเห็นรังสีได้เนื่องจากมีความถี่ต่ำกว่าแสงที่มองเห็นได้ มนุษย์สามารถตรวจจับได้เฉพาะอินฟราเรดเป็นความร้อน (ดังนั้น IR LED จะร้อนขึ้นเล็กน้อยซึ่งเป็นเรื่องปกติ) และการแผ่รังสีนั้น ไม่เป็นอันตรายเพราะเป็นเพียงความร้อน

โฟโตไดโอด: โฟโตไดโอดเป็นเหมือน LED แต่ไม่ให้แสง แต่เป็นเซ็นเซอร์วัดแสง (เหมือน LDR แต่ไม่มาก) โฟโตไดโอดสามารถมีได้หลายรูปแบบ: โดยปกติแล้วจะดูเหมือน LED สีดำ แต่ก็สามารถเป็นแบบโปร่งใสได้เช่นกัน (ซึ่งจะไม่ปะปนกับไฟ LED อื่นๆ) โฟโตไดโอดเชื่อมต่อแตกต่างจาก LED ปกติ แทนที่จะเป็น Vcc กับขั้วบวกของ LED มันคือ Vcc กับแคโทดของโฟโตไดโอด (เช่น วิธีที่คุณเชื่อมต่อแบตเตอรี่)

เมื่อซื้อ IR LED และโฟโตไดโอด ให้ลองซื้อเป็นคู่เพราะบางครั้ง IR LED จะไม่ทำงานกับโฟโตไดโอด

ขั้นตอนที่ 2: วงจร IR 1

วงจร IR แรกจะแสดงวิธีการทำงานของคู่ (IR LED & Photodiode) ด้วยการใช้ทรานซิสเตอร์ เราสามารถเปลี่ยนแอนะล็อกสกปรกจากโฟโตไดโอดให้เป็นแอนะล็อกที่สะอาดซึ่ง LED เอาต์พุตชอบมากกว่า วงจรนั้นง่ายมาก สิ่งที่ต้องการคือ:

ตัวต้านทาน: 2x 220ohm (หรือใกล้เคียง), 1x 10k

ไดโอด: 1x IR LED, 1x ไฟ LED ทั่วไป, 1x โฟโตไดโอด

ทรานซิสเตอร์: 1x BC547 (หรือทรานซิสเตอร์ NPN ที่เทียบเท่าเช่น 2n2222A)

แหล่งพลังงาน 5v (USB ใช้ได้), สายจัมเปอร์ และเขียงหั่นขนม

ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบวงจร IR 1

ก่อนที่คุณจะจบวงจร ตรวจสอบให้แน่ใจว่า IR LED และโฟโตไดโอดอยู่ติดกัน

เมื่อวงจรเสร็จสมบูรณ์ ให้ทดสอบเซ็นเซอร์โดยเลื่อนวัตถุหรือนิ้วของคุณเหนือไดโอดทั้งสองประมาณ 5 ซม. จากนั้นค่อยๆ ขยับวัตถุ/นิ้วเข้าหาไดโอดจนกว่าคุณจะสัมผัสทั้งคู่ ยิ่งคุณเข้าใกล้ LED ทั่วไปยิ่งสว่างขึ้น เนื่องจากวัตถุสะท้อนแสงอินฟราเรดเข้าไปในโฟโตไดโอดมากขึ้น

หากสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น ให้ตรวจสอบว่าคุณใส่โฟโตไดโอดอย่างถูกต้อง ตรวจสอบการเชื่อมต่อสายไฟ ตรวจสอบแหล่งพลังงานของคุณ หากไม่มีวิธีช่วยเหลือ ปัญหาอาจเกิดขึ้นระหว่าง IR LED และโฟโตไดโอด (คุณควรซื้ออันใหม่หรือ ลองคู่อื่น)

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้เดินวงจรภายใต้ดวงอาทิตย์หรือแสงจ้ามากเพราะจะทำให้โฟโตไดโอดสับสน

ขั้นตอนที่ 4: วงจร IR 2

ตอนนี้คุณเข้าใจวิธีที่ IR LED และโฟโตไดโอดทำงานร่วมกันเป็นเซ็นเซอร์ เราจะแปลงวงจรก่อนหน้าเป็นวงจรเตือนภัย วงจรนี้จะใช้ OP Amp เพื่อขยายสัญญาณโฟโตไดโอด ออดเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของ OP Amp แต่สามารถปรับเปลี่ยนและแทนที่ด้วยส่วนประกอบ/วงจรอื่นได้

วงจรนี้จะต้อง:

ตัวต้านทาน: 1x 220 (หรือใกล้เคียง), 1x 10k

โพเทนชิออมิเตอร์: 1x 10k

ไดโอด: 1x IR LED, 1x โฟโตไดโอด

ชิป IC: 1x LM358

อื่นๆ: 1x Buzzer หรือแทนที่ด้วยวงจรของคุณเอง

แหล่งจ่ายไฟ 5v (USB ใช้ได้), Breadboard, สายจัมเปอร์

ขั้นตอนที่ 5: การทดสอบวงจร IR 2

โปรดจำไว้ว่าไดโอดสองตัวต้องอยู่ติดกันเป็นวงจรสุดท้าย ในการทดสอบวงจร ให้ย้ายวัตถุหรือมือของคุณไปไว้เหนือไดโอดสองตัว ซึ่งจะทำให้สัญญาณเตือนดังขึ้น คุณยังสามารถปรับความไวของโฟโตไดโอดได้ด้วยการหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ ซึ่งจะมีจุดที่นาฬิกาปลุกจะเปิดอยู่เสมอ เนื่องจากโฟโตไดโอดนั้นไวต่ออินฟราเรดมาก จึงตรวจจับได้จากบรรยากาศรอบๆ เป็นไปไม่ได้ที่ฉันจะแสดงวงจรที่ทำงานอยู่ในภาพด้านบน แต่ลองนึกภาพว่าคุณได้ยินเสียงของออด

ห้ามใช้งานวงจรภายใต้แสงแดดหรือแสงจ้ามากเพราะอาจทำให้โฟโตไดโอดสับสนได้

ในการแก้ไขปัญหา ให้ทำซ้ำขั้นตอนที่ 3

ขั้นตอนที่ 6: วงจร IR 3

ในวงจรนี้ เราจะเปิดใช้งาน LED (หรือเอาต์พุตใดๆ) โดยไม่ต้องกดปุ่ม คราวนี้จะใช้ไฟ LED IR และโฟโตไดโอดสองคู่ แทนที่จะใช้ OP Amplifier เราจะใช้ตัวจับเวลา 555 เพื่อความเรียบง่าย เราจะนำทรานซิสเตอร์กลับมาเพื่อทำให้สัญญาณอะนาล็อกราบรื่น

วงจรนี้จะต้อง:

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

ตัวเก็บประจุ: 1x 10nf

ไดโอด: 2x IR LED, 2x โฟโตไดโอด, 1x LED ทั่วไป

ทรานซิสเตอร์: BC547 (หรือเทียบเท่า)

ชิป IC: ตัวจับเวลา 1x 555

แหล่งจ่ายไฟ 5v (USB ใช้ได้), Breadboard, สายจัมเปอร์

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไดโอดทั้งสองคู่มีระยะห่างระหว่างกันเพื่อไม่ให้รบกวนซึ่งกันและกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณจับคู่ไดโอดที่ถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 7: การทดสอบวงจร IR 3

วงจรประกอบด้วยไดโอดสองคู่ อันหนึ่งเปิดเอาต์พุต อีกอันปิด ก่อนอื่นคุณต้องหาว่าไดโอดคู่ใดควบคุมอะไร เมื่อดำเนินการแล้ว คุณสามารถเปิดเอาต์พุตได้โดยวางวัตถุไว้เหนือไดโอดหนึ่งคู่ เอาต์พุตจะยังคงเปิดอยู่แม้หลังจากที่คุณนำวัตถุออกจากเซ็นเซอร์แล้ว เอาต์พุตจะปิดก็ต่อเมื่อคุณวางวัตถุไว้เหนือเซ็นเซอร์อื่น จากนั้นจะปิดจนกว่าคุณจะทำขั้นตอนนี้ซ้ำ

ห้ามใช้งานภายใต้แสงแดดอีกครั้ง

ขั้นตอนที่ 8: IR Stuff เพิ่มเติม

มีโลกที่ใหญ่กว่ามากสำหรับวงจร IR มันไม่ซับซ้อนมาก แต่ค่อนข้างน่าสนใจ แทนที่จะเป็น IR LED และโฟโตไดโอด วงจรที่ดีกว่าจะประกอบด้วยรีโมท IR และตัวรับ IR อุปกรณ์เหล่านี้สามารถครอบคลุมช่วงได้มากขึ้นและสามารถถ่ายโอนข้อมูลเพิ่มเติมได้เช่นกัน

หากมีคำถามใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะถาม