พรอกซิมิตี้เซนเซอร์อินฟราเรดโดยใช้ LM358: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

นี่เป็นคำแนะนำเกี่ยวกับการสร้าง IR Proximity sensor

ขั้นตอนที่ 1: ดูวิดีโอ

ก่อนที่เราจะดำเนินการต่อ ฉันแนะนำให้คุณดูวิดีโอแบบเต็มก่อน คุณจะพบขั้นตอนทั้งหมดเกี่ยวกับการสร้างวงจรง่ายๆ นี้บนเขียงหั่นขนม เยี่ยมชมช่องของฉัน 'ElectroMaker' สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

ขั้นตอนที่ 2: ดูแผนผัง

ขั้นตอนที่ 3: สั่งซื้อชิ้นส่วนที่จำเป็น

IC1- OP-Amp IC ใดๆ จะทำงานเหมือน LM324, LM358, CA3130 เป็นต้น (เราใช้เป็นตัวเปรียบเทียบ)

R1- 100K Ω โพเทนชิออมิเตอร์/ ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้

R2- 100‎Ω - 1K‎Ω

R3- 10KΩ

L1- LED อินฟาเรด (IR LED) (เครื่องส่งสัญญาณ IR)

L2- ตัวรับสัญญาณอินฟราเรด (IR Photo-Diode) (เซ็นเซอร์ IR)

L3- ไฟ LED ปกติ (สีอะไรก็ได้ สีไม่สำคัญ)

B1- 6 ถึง 12 โวลต์ DC

ซื้อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในราคาประหยัดพร้อมการจัดส่งฟรีที่ utsource.com

ขั้นตอนที่ 4: วงจรนี้ทำงานอย่างไร

จุดมุ่งหมายของเราในวงจรนี้คือการเปิดไฟ LED หรือ Buzzer เมื่อใดก็ตามที่มีสิ่งกีดขวางเข้ามาใกล้เซ็นเซอร์ ดังนั้นก่อนอื่น เรามีโฟโตไดโอดอินฟราเรดซึ่งขั้วลบเชื่อมต่อกับรางบวกและเป็นขั้วบวกกับรางลบ ผ่านตัวต้านทาน 10KΩ เมื่อใดก็ตามที่แสงอินฟราเรดตกกระทบโฟโตไดโอด กระแสไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยจะถูกสร้างขึ้นซึ่งมีขนาดน้อยกว่ามากในช่วงไมโครแอมป์ ถ้าอย่างนั้นเราต้องการแสงอินฟราเรดใช่ไหม ดังนั้นเราจึงใช้อินฟราเรดที่มีตัวต้านทานจำกัดกระแสเพื่อให้แสงอินฟราเรดแก่เรา ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นคือเมื่อมีสิ่งกีดขวางหรือวัตถุใดๆ เข้าใกล้แสงอินฟราเรด แสงอินฟราเรดจะกระทบกับวัตถุหรือสิ่งกีดขวางที่อยู่ด้านหน้า LED อินฟราเรด และสะท้อนกลับไปที่โฟโตไดโอดอินฟราเรดซึ่งจะแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง (ในช่วงไมโครแอมป์) และเนื่องจากเรามีตัวต้านทาน 10KΩ จากขั้วบวกของโฟโตไดโอดเป็น GND กระแสขนาดเล็กจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าและซึ่งก็คือ คำนวณโดยกฎโอห์ม (V= IR) โดยที่ R คือค่าคงที่ 10KΩ และ I ซึ่งกระแสจะเปลี่ยนแปลงตามปริมาณแสงอินฟาเรดที่ตกลงมา สมมุติว่าเมื่อระยะทาง b/w IR LED และสิ่งกีดขวางอยู่ที่ 2 ซม. กระแสที่สร้างโดยโฟโตไดโอดคือ 200 ไมโครแอมป์ (ไม่ใช่ค่าที่แน่นอน อาจจะต่างกัน) ดังนั้นแรงดันไฟจะเป็น 0.0002 แอมป์ (200 ไมโครแอมป์)) * 10000Ω (10KΩ) = 2 โวลต์ แสงอินฟราเรดที่มากขึ้นจะทำให้กระแสที่เกิดจากโฟโตไดโอดสูงขึ้นและนั่นหมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นที่ขั้วบวกของโฟโตไดโอดและทางกลับกัน จากนั้นเราก็มีตัวต้านทานโพเทนชิโอมิเตอร์ / ตัวแปรซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดัน สูตรคำนวณ Vout= (Rbottom/ Rbottom + Rtop * Vin) ดังนั้นเมื่อโพเทนชิออมิเตอร์หันไปทาง GND (รางเชิงลบ) มากขึ้น ซึ่งก็หมายถึงความต้านทานต่อ Vcc (รางบวก) มากกว่าของ GND แล้วจึงเกิดแรงดันไฟฟ้า ที่พินตรงกลางของโพเทนชิออมิเตอร์ (Vout) จะสูงและในทางกลับกัน นั่นหมายความว่าเราสามารถเปลี่ยนแรงดันเอาต์พุตของเราได้ตั้งแต่ 0 ถึง 9 โวลต์ (ค่าสูงสุดคือแรงดันอินพุตของเราเอง) ตอนนี้เรามีแรงดันไฟฟ้าสองตัว ตัวหนึ่งมาจากโฟโตไดโอด และอีกตัวหนึ่งจากตัวต้านทานผันแปร (โพเทนชิออมิเตอร์) แล้วเราจะใช้แรงดันไฟฟ้าทั้งสองนี้เพื่อกระตุ้น LED ได้อย่างไร วิธีที่ดีที่สุดคือการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าทั้งสองที่ต่างกัน และเราจะทำโดยใช้ส่วนประกอบที่เรียกว่า 'ตัวเปรียบเทียบ' ซึ่งเป็นเพียง op-amp โดยไม่มีข้อเสนอแนะใดๆ แนบ b/w เป็นเอาต์พุตและอินพุตที่ไม่กลับด้าน (อันที่มีเครื่องหมาย +) มันทำงานเป็นตัวเปรียบเทียบ กล่าวอย่างง่าย ๆ หากแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตที่ไม่กลับด้าน (อันที่มีเครื่องหมาย +) สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตกลับด้าน (อันที่มีเครื่องหมาย -) เอาต์พุตจะสูง (แรงดันเอาต์พุตบวก) และในทางกลับกัน. ดังนั้นเราจึงเชื่อมต่อพินกลางของโพเทนชิออมิเตอร์ (แรงดันเอาต์พุตที่ปรับได้) อินพุทอินพุท (พิน 2 ของ LM358 ที่เราใช้อยู่) และขั้วบวกของโฟโตไดโอด (แรงดันขึ้นอยู่กับแสงอินฟราเรด) กับอินพุตที่ไม่กลับด้าน (พิน 3) ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่แรงดันไฟฟ้าที่พิน 3 สูงกว่าพิน 2 พิน 1 (เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบ) จะสูง (แรงดันเอาต์พุตจะเป็นแรงดันอินพุตของคุณเอง + การสูญเสียแรงดันเล็กน้อยซึ่งเล็กน้อยและแทบจะสังเกตไม่เห็น และเมื่อพิน 2 สูงกว่า Pin3 เอาต์พุตจะต่ำ (0V) ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าทำไมเราถึงเรียกโพเทนชิออมิเตอร์นั้นว่าเป็นตัวควบคุมความไว หากคุณมีข้อสงสัยในบางสิ่ง อย่าลังเลที่จะถามเราในส่วนความคิดเห็นของวิดีโอของเรา

ขั้นตอนที่ 5: คู่มือการแก้ไขปัญหา

หากวงจรของคุณไม่ทำงาน ให้ทำตามขั้นตอนด้านล่าง หากไม่ได้ผล อย่าลังเลที่จะถามเราในส่วนความคิดเห็นของวิดีโอของเรา

1. ตรวจสอบไอซี (OP-AMP)(COMPARATOR)

2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้เชื่อมต่อหมุดของตัวเปรียบเทียบอย่างถูกต้อง

3. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่ออื่น ๆ ไม่เป็นไร

4. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโฟโตไดโอดของคุณใช้ได้ ลองใช้อีกอันหนึ่ง

5. ตรวจสอบให้แน่ใจว่า IR LED ของคุณใช้ได้โดยเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ใดๆ พร้อมกับตัวต้านทาน 1K OHM Series และมองผ่านกล้องดิจิตอล (มีลักษณะเป็นสีชมพูและไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า)

6. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโพเทนชิออมิเตอร์ของคุณเชื่อมต่ออย่างถูกวิธี

7. หากไฟ LED หรือ BUZZER ของคุณกะพริบหรือส่งเสียงอย่างต่อเนื่องมากกว่าการหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ของคุณไปทางแหล่งจ่ายไฟบวก

8. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟของคุณเชื่อมต่ออย่างถูกวิธี วงจรของคุณอาจได้รับความเสียหายจากการสัมผัสกับไฟฟ้าแรงสูงหรือขั้วย้อนกลับ