ตัวนับวัตถุโดยใช้ IR: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ในโครงการขนาดเล็กนี้ เราจะสร้างตัวนับออบเจ็กต์อัตโนมัติโดยสมบูรณ์ด้วยการแสดงเซ็กเมนต์อย่างง่าย โครงการนี้ค่อนข้างเรียบง่ายและรวมเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ธรรมดาเท่านั้น วงจรนี้ใช้อินฟราเรดในการตรวจจับวัตถุ หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของ IR โปรดไปที่ IR Instructables ของฉัน คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับแนวคิดพื้นฐานของ IR ได้ที่นั่น

เสบียง

วัตถุดิบ: A4 CardBoard (สำหรับสร้างตัวและฐาน)

วงจร:

เขียงหั่นขนม x1

CD4026BE x2

LM358 x1

2n222/BC547 x1 (หรือทรานซิสเตอร์เทียบเท่าใดๆ)

ปุ่มกด 2 พิน x1

โพเทนชิออมิเตอร์ 10k x1

ตัวต้านทาน 220ohm x2

ตัวต้านทาน 680ohm x2

ตัวต้านทาน 10k x2

2x Common Cathode 7-segment display

IR LED x1

โฟโตไดโอด x1

สายจัมเปอร์มากมาย

แหล่งจ่ายไฟ 9v

เครื่องมือ: หัวแร้ง, คีมปอกสายไฟ/คัตเตอร์, มีดตัด, กาว PVA, ไม้โปรแทรกเตอร์, ไม้บรรทัดเป็นต้น

ขั้นตอนที่ 1: ดูตัวอย่าง

แนวคิดของโครงการนี้คือการสร้างตัวนับวัตถุเพื่อนับสิ่งเล็ก ๆ เช่นส่วนประกอบ อิฐเลโก้ ลูกปัด ฯลฯ วัตถุจะถูกทิ้งลงบนทางลาด มันจะกลิ้งลงไปในภาชนะที่ด้านล่าง แต่จะถูกตรวจจับโดยคู่ ของเครื่องตรวจจับ IR

เอาต์พุตของโฟโตไดโอดจะผ่านเกท NOT แล้วเข้าสู่ตัวเปรียบเทียบ ภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าคู่ IR ตรวจจับวัตถุได้อย่างไร

ขั้นตอนที่ 2: วงจร

วงจรที่ใช้สำหรับโครงการนี้ไม่ซับซ้อน ใช้ OP amp (LM358) เป็นตัวควบคุมอินพุตสำหรับชิปแสดงผล 7 ส่วน (CD4026BE) ฉันออกแบบวงจรเพื่อให้มีจอแสดงผล 7 ส่วน 2 จอซึ่งให้ตัวเลข 99 หลักหรือ 99 วัตถุที่เป็นไปได้ในการนับ นั่นน่าจะเพียงพอแล้ว แต่ถ้าไม่ใช่ คุณสามารถเชื่อมโยงจอแสดงผลอื่นซึ่งจะให้ตัวเลข 999 แก่คุณเพียงพออย่างแน่นอน

ปุ่มในวงจรมีไว้สำหรับรีเซ็ต

โพเทนชิออมิเตอร์คือการปรับความไวของโฟโตไดโอด

แผนภาพวงจรด้านบนเหมือนกับวงจรเขียงหั่นขนม อาจอ่านยากเล็กน้อยเนื่องจากถูกบีบอัดในพื้นที่จำกัด

หมายเหตุ: ทรานซิสเตอร์ในภาพวงจรเขียงหั่นขนมเป็นวิธีที่ผิด แต่ก็ยังควรทำงาน ฉันจะแนะนำให้พลิกมันแม้ว่าทรานซิสเตอร์บางตัวจะทำงานได้ทั้งสองทาง ทำตามการเดินสายของทรานซิสเตอร์ในแผนภาพวงจรหากคุณสับสน

ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบวงจร

ก่อนที่คุณจะสร้างวงจรในโครงการ การทดสอบนั้นเป็นแนวคิดที่ชาญฉลาด ฉันได้แก้ไขวงจรเล็กน้อย (โดยการเปลี่ยน IR LED เป็นเขียงหั่นขนมอื่นเพื่อสร้างลำแสง IR ระหว่างมันกับโฟโตไดโอด) เชื่อมต่อวงจรกับแหล่งจ่ายไฟ 9v และตัวเลขจะสว่างขึ้นด้วย 0 สองตัว ถัดไป แยกลำแสง IR ระหว่าง IR LED และ Photodiode โดยบล็อกด้วยนิ้วหรือวัตถุ ตอนนี้ตัวเลขตัวใดตัวหนึ่งจะเปลี่ยนจาก 0 เป็น 1 ทำซ้ำขั้นตอนและวงจรจะนับจำนวนครั้งของลำแสงอินฟราเรด หัก (วัตถุ)

สิ่งที่ฉลาดที่จะทำตอนนี้คือทำให้วงจรนี้เป็น PCB น่าเสียดายที่ฉันมีปัญหาในการสั่งซื้อของฉัน ดังนั้นสำหรับส่วนที่เหลือของโครงการนี้ ฉันจะใช้เขียงหั่นขนม

แก้ไขปัญหา: หากวงจรของคุณทำงานผิดปกติ ให้ตรวจสอบ:

การเดินสายไฟ

ทิศทางของส่วนประกอบ (ขั้วหรือทางที่ชิปหันเข้าหากัน) (โดยเฉพาะโฟโตไดโอด)

แหล่งจ่ายไฟ

IR Pair (ดูว่าพวกเขาทำงานร่วมกับวงจรง่าย ๆ จากคำแนะนำ " All about IR" ของฉันหรือไม่)

ขั้นตอนที่ 4: ร่างกาย

การออกแบบของฉันอาจไม่ใช่รูปแบบที่น่าพึงพอใจที่สุด แต่ก็ใช้ได้ดี

ตัดทุกอย่างออก ขนาดไม่สำคัญจริงๆ แต่ฉันขอแนะนำให้มุมของความชันอยู่ระหว่าง 20 ถึง 45 องศา แผ่นฐานจะมีเขียงหั่นขนมหรือ PCB ติดตั้งอยู่บนนั้นจึงมีขนาดขั้นต่ำ

วัสดุของตัวเครื่องไม่ได้สำคัญอะไรนัก แต่ผมจะเลือกสิ่งที่บางและแข็งแรง เช่น กระดาษแข็งอัด

ขั้นตอนที่ 5: ติดมัน

ประกอบโครงสร้างเมื่อทุกอย่างถูกตัดออก ใช้เทปกาวยึดให้เข้ารูปแล้วทากาว กาว PVA นั้นสมบูรณ์แบบ แต่ต้องใช้เวลาสักพักกว่าจะแห้ง ตอนนี้รอ

เมื่อได้รับการยืนยันว่ากาวแห้งแล้ว ให้ลอกเทปออกและโครงสร้างของคุณก็เสร็จเรียบร้อย

ขั้นตอนที่ 6: เพิ่มวงจร

ติดเขียงหั่นขนมกับวงจรบนพื้นที่ว่างบนฐานของโครงสร้าง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจอแสดงผล 7 ส่วนหันเข้าหาคุณ เพื่อให้คุณสามารถอ่านตัวเลขได้อย่างถูกวิธี

ขั้นตอนที่ 7: เชื่อมต่อ IR Pair

งอขั้วของทั้ง IR LED และ Photodiode ที่ 90 องศา บัดกรีสายไฟบางส่วนไปที่ปลายขั้ว (ลวดต้องยาวพอที่จะต่อไดโอดจากตำแหน่งติดตั้งกับเขียงหั่นขนม) ถัดไป เชื่อมต่อคู่ IR กับ Breadboard

เรียกใช้วงจรของคุณอีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าข้อต่อบัดกรีของคุณทำงาน

ขั้นตอนที่ 8: สัมผัสสุดท้าย

กาวคู่ IR ลงบนทางลาด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขาทั้งสองข้างและหันหน้าเข้าหากันเพื่อสร้างลำแสงของ IR

ซ่อนสายไฟโดยติดกาวที่ขอบทางลาด

จากนั้นตัดกระดาษแข็งสองแผ่น ยาวประมาณ 5 ซม. และความสูงของผนังทางลาดของคุณ ใส่เข้าไปตามภาพสุดท้าย แล้วใช้เทปกาวกดค้างไว้ขณะทากาวลงไป

เมื่อเสร็จแล้วให้แกะเทปออกทั้งหมด รันวงจรเพื่อตรวจสอบว่ายังทำงานเป็นปกติหรือไม่ หากคุณต้องการตกแต่งให้สวยงาม คราวนี้ก็ถึงเวลาที่ต้องทำ

การแก้ไขปัญหาวงจร:

หากตัวนับไม่นับเมื่อคุณทำลายลำแสง IR (แต่มันใช้งานได้ก่อนหน้านี้) อาจเป็นเพราะลำแสง IR ไม่ได้ถูกปิดกั้นอย่างสมบูรณ์ ซึ่งเกิดจากการสะท้อนที่ไม่สม่ำเสมอที่กระดาษแข็งสร้างขึ้น ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยติดแถบกระดาษสีดำเล็กๆ ไว้ใต้ IR LED เพื่อดูดซับ IR ที่สะท้อนออกมา หากไม่ใช่ปัญหา ให้ตรวจสอบว่าคุณได้ลัดวงจรไดโอดตัวใดตัวหนึ่งเมื่อทำการติดกาว

ขั้นตอนที่ 9: เสร็จสิ้น

ตอนนี้เสร็จแล้ว!

เพิ่มพลังและเริ่มนับ!