מבוא למעגלי IR: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

IR היא פיסת טכנולוגיה מורכבת אך פשוטה מאוד לעבודה. שלא כמו נוריות LED או LASER, לא ניתן לראות אינפרא אדום בעין האדם. במדריך זה אדגים את השימוש באינפרא אדום דרך 3 מעגלים שונים.

המעגלים לא ישתמשו במקלטי IR או בקרי מיקרו, במקום זאת הם ישתמשו בפוטודיודה לאיתור אות ה- IR מכיוון שהוא פשוט יותר.

שלב 1: יסודות LED ופוטודיודה

שלושת הפרויקטים תלויים כולם ב- LED LED ובפוטודיודה. נורית ה- IR פולטת קרינת אינפרא אדום לכל הכיוונים, הפוטודיודה ממוקמת לידה כך שאם אובייקט מתקרב אליו מדי, הוא ישקף את הקרינה האינפרא אדומה לפוטודיודה, הפוטודיודה הופכת את האינפרא אדום שנספג לאות, האות ואז יכול להפעיל דברים אחרים. שים לב שלתרשים לעיל יש נורית IR שחורה ופוטודיודה שקופה, זה לא נפוץ במיוחד מכיוון שבדרך כלל הוא הפוך, אך 3 הפרויקטים הבאים משתמשים בסוג זוגות IR רגילים (LED LED: שקוף, פוטודיודה: שחור/כהה סָגוֹל). הצבעים של הדיודות לא חשובים אלא רק וודא שאתה זוכר איזה מהם.

דברים שחשוב לשים לב אליהם (אנא קראו את הדברים הבאים):

LED IR: הנורית האינפרא אדומה פולטת קרינת IR, איננו יכולים לראות את הקרינה מכיוון שהיא מכילה תדירות נמוכה יותר מאור הנראה, בני אדם יכולים לזהות רק את האינפרא אדום כחום (כך שנורית ה- IR יכולה להתחמם מעט, זה נורמלי) והקרינה היא לא מזיק כי זה רק חום.

פוטודיודה: הפוטודיודה היא כמו נורית LED אך היא אינה מוציאה אור, במקום זאת היא חיישן אור (כמו LDR אך לא ממש). הפוטודיודה יכולה להגיע בצורות רבות: בדרך כלל היא נראית כמו נורית LED שחורה אך היא יכולה להיות גם שקופה (בה לא מתערבבים עם נוריות LED אחרות). הפוטודיודה מחוברת אחרת מנורות נורמליות, במקום Vcc לאנודה של ה- LED, היא Vcc לקתודה של הפוטודיודה (כמו איך אתה מחבר סוללות).

בעת רכישת נוריות IR ופוטודיודות, נסה לקנות אותן בזוגות מכיוון שלפעמים נורית ה- IR אינה פועלת עם הפוטודיודה.

שלב 2: מעגל IR 1

מעגל ה- IR הראשון רק יראה כיצד הצמד (IR LED ופוטודיודה) עובד. באמצעות טרנזיסטור, אנו יכולים להפוך אנלוגי מלוכלך מהפוטודיודה לאנלוגי נקי אשר נורית הפלט אוהבת יותר. המעגל פשוט מאוד, כל מה שהוא צריך הוא:

נגד: 2x 220ohm (או דומה), 1x 10k

דיודה: 1x IR LED, 1x LED כללי, 1x פוטודיודה

טרנזיסטור: 1x BC547 (או כל טרנזיסטור NPN מקביל למשל 2n2222A)

מקור מתח של 5V (USB בסדר), חוטי מגשר ולוח לחם.

שלב 3: בדיקת מעגל IR 1

לפני שתסיים את המעגל, ודא כי נורית ה- IR והפוטודיודה ממוקמים זה ליד זה.

לאחר השלמת המעגל, בדוק את החיישן על ידי הרחפת אובייקט או אצבעך כ -5 ס מ מעל שתי הדיודות, ולאחר מכן הזז לאט את האובייקט/האצבע לכיוון הדיודות עד שתגע בשתיהן. נורית ה- LED הגנרית אמורה להאיר יותר ככל שמתקרבים, הסיבה לכך היא שהאובייקט מחזיר אינפרא אדום יותר לפוטודיודה.

אם זה לא קורה, בדוק שהכנסת את הפוטודיודה כראוי, בדוק את חיבורי החוט שלך, בדוק את מקור החשמל שלך, אם אף אחד מהעזר לא עזר, ייתכן שהבעיה התרחשה בין נורית ה- IR לפוטודיודה (כדאי לרכוש חדשים או נסה זוג אחר).

הקפד לא להפעיל את המעגל תחת השמש או אור בהיר מאוד מכיוון שזה יבלבל את הפוטודיודה.

שלב 4: מעגל IR 2

כעת אתה מבין כיצד נורית ה- IR והפוטודיודה פועלים יחד כחיישן, אנו הולכים להפוך את המעגל הקודם למעגל אזעקה. מעגל זה ישתמש במגבר OP כדי להגביר את אות הפוטודיודות, זמזם מחובר לפלט של מגבר OP אך ניתן לשנותו ולהחליפו ברכיב/מעגל אחר.

מעגל זה יצטרך:

הנגד: 1x 220 (או דומה), 1x 10k

פוטנציומטר: 1x 10k

דיודה: 1x IR LED, 1x פוטודיודה

שבב IC: 1x LM358

אחרים: זמזם 1x או החלף אותו במעגל משלך.

ספק כוח 5V (USB בסדר), לוח קרשים, חוטי מגשר.

שלב 5: בדיקת מעגל IR 2

זכור ששתי הדיודות צריכות להיות אחת ליד השנייה כמעגל האחרון. כדי לבדוק את המעגל, העבר אובייקט או ידך מעל שתי הדיודות, זה אמור לעורר את האזעקה. אתה יכול גם להתאים את הרגישות של הפוטודיודה על ידי סיבוב הפוטנציומטר, תהיה נקודה שבה האזעקה תמיד תהיה מופעלת, זאת מכיוון שהפוטודיודה כל כך רגישה ל- IR שהיא מזהה אותה מהאטמוספרה סביבה. לא אפשרי בשבילי להראות את תפקוד המעגל בתמונה למעלה אך דמיין שאתה יכול לשמוע את צליל הזמזם.

אין להפעיל את המעגל תחת השמש או אור בהיר מאוד מכיוון שזה עלול לבלבל את הפוטודיודה.

כדי לפתור בעיות, חזור על שלב 3.

שלב 6: מעגל IR 3

במעגל זה נפעיל נורית LED (או כל פלט) מבלי ללחוץ על כפתור. הפעם ישמשו שני זוגות נוריות IR ופוטודיודות. במקום להשתמש במגבר OP, נשתמש בטיימר 555 לפשטות. אנו נחזיר גם את הטרנזיסטורים להחלקת האות האנלוגי.

מעגל זה ידרוש:

נגד: 3x 220ohm, 2x 10k, 2x 1M, 2x 3M

קבלים: 1x 10nf

דיודה: 2x IR LED, 2x פוטודיודה, 1x LED כללי

טרנזיסטור: BC547 (או שווה ערך)

שבב IC: טיימר 1 x 555

ספק כוח 5V (USB בסדר), לוח קרשים, חוטי מגשר

ודא שלשני זוגות הדיודות יש מרחק ביניהם כדי שלא יפריעו זה לזה. כמו כן, הקפד לשייך את הדיודות הנכונות.

שלב 7: בדיקת מעגל 3 של IR

המעגל מורכב משני זוגות דיודות, האחד מפעיל את הפלט והשני מכבה אותו. תחילה עליך להבין איזה זוג דיודות שולט במה. לאחר שתעשה זאת, תוכל להפעיל את הפלט על ידי העברת אובייקט מעל זוג דיודות. הפלט יישאר דולק גם לאחר שהוצאתם את החפץ שלכם מהחיישן, הפלט יכבה רק אם תרחפו אובייקט מעל החיישן השני, הוא יישאר כבוי עד שתחזרו על תהליך זה.

שוב, אין לפעול תחת אור השמש.

שלב 8: עוד דברים IR

יש עולם הרבה יותר גדול למעגלי IR, הוא לא מסובך במיוחד אבל די מרתק. במקום נוריות IR ופוטודיודות, מעגלים טובים יותר יכללו שלטי IR ומקלטים IR, מכשירים אלה יכולים לכסות טווח הרבה יותר ויכולים להעביר מידע נוסף גם כן.

אם יהיו שאלות אתה מוזמן לשאול.