หลอดอินฟราเรด: 4 ขั้นตอน

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

โปรเจ็กต์นี้แสดงหลอดอินฟราเรดที่เปิดอยู่ครึ่งนาทีหลังจากรับสัญญาณจากรีโมทควบคุมอินฟราเรดของทีวี คุณสามารถดูวงจรทำงานในวิดีโอ

ฉันออกแบบวงจรด้วยทรานซิสเตอร์ BJT หลังจากอ่านบทความนี้:https://hackaday.io/page/9271-infrared-led

ฉันแก้ไขวงจรเพื่อขับกระแสไฟให้สูงขึ้นและเปิดไฟไว้ชั่วระยะเวลาหนึ่ง

ตัวรับสัญญาณ IR (อินฟราเรด) มีช่วงสูงสุดประมาณ 20 เมตร อย่างไรก็ตาม ช่วงนี้อาจมีขนาดเล็กกว่ามากเนื่องจากการอนุมานจากแสงแดด ฉันยังไม่ได้ทดสอบ IC นี้ในฤดูร้อน 40 องศา

อย่างไรก็ตาม วงจรนี้สามารถออกแบบได้ด้วย MOSFET เพียงตัวเดียว:

www.instructables.com/MOSFET-Touch-Lamp/

กระนั้น MOSFET ก็ใช้เงินมากกว่าเดิมมาก MOSFET กำลังไฟฟ้าที่เชื่อถือได้อาจสูงถึง 3 ดอลลาร์สหรัฐฯ เป็นการดีที่สุดที่จะสั่งซื้อ MOSFET สองสามตัวเพราะอาจทำให้หงุดหงิดมากหากคุณเผาหนึ่งในนั้นและต้องรอเป็นสัปดาห์จนกว่าจะมีอีกอันหนึ่งเข้ามา

ลิงก์เหล่านี้แสดงบทความที่สอนได้เกี่ยวกับเซ็นเซอร์อินฟราเรดที่ทำจากทรานซิสเตอร์:

www.instructables.com/Transistor-Sensor-Amplifier/

www.instructables.com/Recycled-Transistor-Amplifier/

เสบียง

ส่วนประกอบ: ทรานซิสเตอร์อเนกประสงค์ NPN - 5, ทรานซิสเตอร์อเนกประสงค์ PNP - 5, ทรานซิสเตอร์กำลัง - 4, ตัวต้านทาน 1 kohm - 1, ตัวต้านทาน 100 kohm - 1, ตัวต้านทาน Megohm 1 ตัว - 1, ตัวต้านทานกำลังสูง 100 โอห์ม - 10, ไดโอด - ตัวเก็บประจุ 5, 470 uF - 10, แผงเมทริกซ์ - 2, ฮีตซิงก์ TO220 หรือ TO3 - 2, บัดกรี, หลอดไฟ 6 V หรือหลอดไฟ LED 6 V

ส่วนประกอบเสริม: การห่อหุ้ม/กล่อง

เครื่องมือ: หัวแร้ง.

เครื่องมือเสริม: มัลติมิเตอร์, ออสซิลโลสโคป USB

ขั้นตอนที่ 1: ออกแบบวงจร

ฉันออกแบบแหล่งจ่ายไฟ 5 V สำหรับแรงดันไฟฟ้า TTL ของตัวรับสัญญาณ IR อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันเครื่องรับ IR ส่วนใหญ่สามารถทำงานได้ที่แรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ประมาณ 2.5 V ถึงประมาณ 9 V หรือแม้แต่ 20 V คุณต้องตรวจสอบข้อมูลจำเพาะ/เอกสารข้อมูล นี่คือเหตุผลที่วงจรจ่ายไฟ TTL ของฉันเป็นอุปกรณ์เสริม คุณควรจะสามารถเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟตัวรับสัญญาณ IR โดยตรงกับตัวเก็บประจุ Cs2 หรือสร้างวงจรกรองความถี่ต่ำผ่านแหล่งจ่ายไฟ RC อื่นได้โดยการต่อเรียง/เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ Cs1 และตัวต้านทาน Rs1 กับ Cs2

วงจรที่ฉันออกแบบไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุดเพราะทรานซิสเตอร์บางตัวไม่อิ่มตัว ฉันต้องใช้สิ่งที่ฉันมีในสต็อกจึงใช้แรงดันไฟฟ้าตามการกำหนดค่ากับทรานซิสเตอร์ Q2

คุณสามารถคลิกที่ลิงค์สองลิงค์สุดท้ายในหน้าก่อนหน้าของบทความนี้และดูด้วยตัวคุณเอง:

www.instructables.com/Transistor-Sensor-Amplifier/

www.instructables.com/Recycled-Transistor-Amplifier/

คำนวณค่าคงที่เวลาคายประจุ:

Tdc = (Rb1||Rdc) * Cdc = 470 uF = 156.666666667 วินาที

ตัวเก็บประจุจะคายประจุออกมาเป็นเวลา 5 เท่า อย่างไรก็ตาม หลังจากผ่านไปประมาณหนึ่งในสี่ของเวลาคงที่ หลอดไฟก็จะดับลง กระแสไฟที่เพิ่มขึ้นของทรานซิสเตอร์จะทำให้ไฟเปิดนานขึ้น คุณสามารถเพิ่มเวลาการคายประจุโดยเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 470 uF อีกตัวควบคู่ไปกับ Cdc

ขั้นตอนที่ 2: การจำลอง

การจำลองแสดงให้เห็นว่า:

1. แรงดันไฟฟ้า TTL ของตัวรับสัญญาณ IR อยู่ที่ประมาณ 5 V.

2. ตัวเก็บประจุมีการคายประจุอย่างช้าๆ

3. หลอดไฟ 6 V จะได้รับกระแสไฟ 300 mA ที่ต้องเปิดเพื่อให้สว่างเต็มที่ หลอดไฟจะดับลงหลังจากผ่านไป 90 วินาที ไม่ใช่ 30 วินาทีที่แสดงในวิดีโอ นี่เป็นเพราะความคลาดเคลื่อนระหว่างแบบจำลองการจำลองและการเพิ่มกระแสทรานซิสเตอร์ที่ใช้งานได้จริง

ขั้นตอนที่ 3: สร้างวงจร

ฉันเพิ่มตัวเก็บประจุ 470 uF พิเศษเพื่อการกรองสัญญาณรบกวนของแหล่งจ่ายไฟที่ดีขึ้น (นี่คือเหตุผลที่ฉันสังเกตตัวเก็บประจุ 470 uF สิบตัวในรายการส่วนประกอบ)

ฉันใช้ทรานซิสเตอร์ปกติห้าตัวแบบขนานและทรานซิสเตอร์กำลังขับเพื่อขับเคลื่อนหลอดไฟ หากคุณกำลังใช้หลอดไฟ LED 6 V คุณต้องพิจารณาขั้วของส่วนประกอบนี้เนื่องจาก LED จะดำเนินการในทิศทางเดียวเท่านั้น หลอดไฟ LED ใช้กระแสไฟน้อยกว่าหลอดไส้แบบเดิมมาก อย่างไรก็ตาม มีหลอดไฟ LED ที่สว่างซึ่งกินกระแสไฟมากกว่า

คุณสามารถเห็นกระดานเมทริกซ์ที่มีหลอดไฟติดอยู่ บอร์ดเมทริกซ์นี้เป็นแหล่งจ่ายไฟ 5 V TTL ฉันใช้ตัวต้านทาน 100 โอห์มสองตัวแบบขนาน จากนั้นให้ 50 โอห์มเพื่อลดการกระจายพลังงานสำหรับตัวต้านทานแต่ละตัว และตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ TTL ไม่ลดลงมากเกินไปเนื่องจากค่าตัวต้านทานของแหล่งจ่ายไฟสูง

ขั้นตอนที่ 4: การห่อหุ้มและการทดสอบ

ฉันใช้ภาชนะพลาสติกมะเขือเทศเพื่อประหยัดเงินจากการซื้อกล่อง