IR artumo jutiklis yra įtaisas, kuris atspindi infraraudonųjų spindulių spindulius aptinka objekto ar žmogaus buvimą, kai jis yra iš anksto nustatytame diapazone nuo jutiklio.

Čia paaiškintos trys naudingos artumo jutiklio koncepcijos: pirmoji koncepcija grindžiama įprastu opamp LM358, antroji naudojama IC LM567, kuri veikia su fazės užrakto kilpos principu, užtikrinančiu labai tikslų atsaką aptikimui. Trečioji grandinė veikia naudojant visur esantį IC 555. Išmokime kiekvieną jų paaiškindami žingsnis po žingsnio.

Apžvalga

Čia yra ilgas jutiklių sąrašas kurie šiandien yra rinkoje.

Vienas iš tokių jutiklių yra artumo jutiklis.

Šiame įraše mes ketiname išaiškinti, kaip veikia artumo jutiklis ir kas suteikia reikiamų žinių, kad šis projektas būtų namuose. Kaip rodo pavadinimas, įrenginys nustato, ar objektas yra arti, ar toli nuo jo. Jie gali būti suprojektuoti įvairiai.

Tačiau labiausiai paplitęs metodas yra vienas remiantis infraraudonaisiais spinduliais ir OPAMP. Kai kuriuos įprastus šio prietaiso naudojimo būdus galima pastebėti mobiliuosiuose telefonuose, automatinėse vandens nuleidimo sistemose, automatiniuose čiaupuose, rankų džiovintuvuose ir niekada nenukrentančiuose robotuose.

Būtini komponentai

1. IR vedė : Kiekviena lempa įjungdama skleidžia tam tikros formos elektromagnetinę spinduliuotę. Iš savo buitinės patirties žinome šviesos diodus, kurie skleidžia matomą šviesą.

Taip pat yra keletas specialių šviesos diodų, kurie skleidžia infraraudonuosius spindulius. Kaip gali būti matomos skirtingų spalvų lempos, IR lempos taip pat skleidžia skirtingo bangos ilgio spindulius. Infraraudonieji spinduliai gali būti skirtingo ilgio ir gali užimti bet kokią jų bangų juostai priklausančią vertę.

Taigi labai svarbu, kad naudojamas IR fotodiodas turėtų sugebėti aptikti tam tikrą INFRA RED bangos ilgį, kurį skleidžia IR lemputė.

du. IR FOTODIODAS : Tai specialus diodų tipas kuris yra prijungtas atvirkštiniu poslinkiu IR spinduliams aptikti . Jei nėra IR spinduliuotės, ji turi labai didelę varžą ir pro ją praeina praktiškai nulis srovės.

Bet kai į jį patenka IR spinduliai, jo pasipriešinimas mažėja ir leidžiama praeiti srovei, proporcingai spinduliuotės intensyvumui.

Ši fotodiodo savybė naudojama generuoti elektrinį signalą artumo jutiklyje dėl IR spindulių kritimo.

3. „Op-amp“ (IC LM358) : Op-amp arba operacinis stiprintuvas yra daugiafunkcinis ic ir yra labai gerbiamas elektronikos pasaulyje.

Šiame projekte op-amp naudojamas kaip lyginamasis elementas. LM358 IC turi du op-amperus, o tai reiškia, kad mes galime pagaminti du artumo detektorius naudodami tik vieną IC. Priežastis naudoti op-amp grandinėje yra konvertuoti analoginį signalą į skaitmeninį signalą.

Op-amp arba operacinis stiprintuvas yra daugiafunkcinis ic

Keturi. Iš anksto nustatytas : Iš anksto nustatytas rezistorius, turintis tris gnybtus.

Išankstinio nustatymo funkcija yra padalinti visą turimą įtampą taip, kad vartotojas galėtų prieiti prie jos dalies. Mes tiesiog turime nustatyti vidurinį terminalą į atitinkamą padėtį.

Iš anksto nustatyta ribinė įtampa, virš kurios turėtų būti sukurta išėjimo įtampa. Jį galima rankiniu būdu nustatyti bet kokios vertės atsparumui pasukant galvą tinkamu atsuktuvu.

Iš anksto nustatytas iš esmės yra rezistorius, turintis tris gnybtus

5. Raudona vedė : Savo projektui naudojau raudoną lemputę, bet paprastai galima naudoti bet kokios spalvos lemputes. Tai veikia kaip vizualus signalas, parodantis, kad kliūtis priartėjo pakankamai arti.

6. Rezistoriai : Du 220 omų ir vienas 10k omų.

7. Maitinimo šaltinis : Nuo 5 v iki 6v.

Kaip tai veikia

Principas, slypintis už artumo jutiklio veikimo, yra gana paprastas. Tipiška koncepcija turi dvi viena kitai lygiagrečias lemputes - IR skleidžiančią lemputę ir fotodiodą.

Jie veikia kaip siųstuvo ir imtuvo pora. Kai prieš spinduliuojančius spindulius ateina kliūtis, imtuvas juos atspindi atgal ir perima.

Atsižvelgiant į fotodiodo savybes, perimti IR spinduliai sumažina fotodiodo atsparumą ir susidaro gautas elektrinis signalas. Šis signalas praktiškai yra įtampa per 10k rezistorių, kuri tiesiogiai tiekiama į neinvertuojantį op-amp galą.

Op-amp funkcija yra palyginti du jam įvestus įėjimus.

Fotodiodo signalas perduodamas į neinvertuojantį kaištį (3 kaištis), o potenciometro slenkstinė įtampa - invertuojančiam kaiščiui (2 kaištis). Jei įtampa ties neinvertuojančiu kaiščiu yra didesnė už įtampą invertuojantis kaištis, op-amp išėjimas yra didelis, kitaip išėjimas yra mažas.

Apskritai, op-amp konvertuoja analoginį signalą į skaitmeninį signalą šioje grandinėje.

REZULTATAI:

Jutiklio išvestį galima naudoti dviem formomis: ANALOG ir DIGITAL.

Skaitmeninis išėjimas yra aukštas arba žemas. Skaitmeninis artumo jutiklio išėjimo signalas gali būti naudojamas sustabdyti kliūčių vengiančio roboto judėjimą. Kai tik kliūtis pasiekia pakankamai arti, signalą galima tiesiogiai tiekti į variklio vairuotojo įvesties kaiščius, kad varikliai būtų sustabdyti.

Analoginis išėjimas yra nenutrūkstamas verčių diapazonas nuo nulio iki tam tikros baigtinės vertės. Tokio signalo negalima tiesiogiai duoti variklių vairuotojams ir kitiems perjungimo įtaisams. Pirmiausia juos turi apdoroti mikrovaldikliai ir konvertuoti į skaitmeninę formą per ADC ir tam tikrą kodavimą. Šiai išvesties formai reikalingas papildomas mikrovaldiklis, tačiau pašalinamas op-amp naudojimas.

„Full Circuit Digaram“

paprasta IR artumo jutiklio grandinė naudojant opamp

ATNAUJINTI nuo Administratorius

Pirmiau pateiktas grandinės dizainas taip pat gali būti sukurtas naudojant įprastą vieną opamp IC 741, kaip parodyta žemiau:

paprastas artumo jutiklis naudojant vieną LM 741

Vaizdo įrašas

2) Tiksli artumo detektoriaus grandinė (imuninė nuo saulės šviesos)

Šiame įraše paaiškinama tiksli infraraudonųjų spindulių (IR) artumo detektoriaus grandinė, į kurią įtrauktas IC LM567, užtikrinantis patikimą ir patikimą veikimą. Ši grandinė yra apsaugota nuo saulės spindulių ar bet kokios kitos aplinkos šviesos ir nebus paveikta, kol jutiklis negaus sureguliuotų atspindėtų signalų. Konstrukcija taip pat veikia kaip kliūčių detektorius.

Grandinės koncepcija

Šį dizainą radau internete, ieškodamas tikslios ir patikimos, tačiau pigios artumo jutiklio grandinės.

Grandinę galima suprasti naudojant šį aprašymą:

Remdamiesi žemiau parodyta infraraudonųjų spindulių (IR) judesio detektoriaus grandine, matome dizainą, kurį sudaro du pagrindiniai etapai, iš kurių vienas apima IC LM567, o kitas su IC555.

Iš esmės IC LM567 tampa grandinės širdimi, kuri atlieka tik IR dažnio generavimo / perdavimo funkcijas ir taip pat nustato tą patį.

Be to, IC turi vidinę fazės užrakto kontūro grandinę, dėl kurios ji yra labai patikima naudojant dažnio aptikimo grandinės programas.

Tai reiškia, kad kai tik jis nuskaito ir užsifiksuoja iki tam tikro dažnio, jo aptikimo funkcija užblokuojama tame dažnyje, todėl bet kokie kiti klaidžiojantys trikdžiai, kad ir kokie stiprūs jie būtų, neturi įtakos jo veikimui.

Grandinės valdymas

Vidinis osciliatoriaus dažnis, nustatytas pagal R3, C2, maitina IR diodą D274 per srovės valdomą pakopą, susidedančią iš T1, R2. Šis dažnis nusprendžia lusto centrinį dažnį.

Esant pirmiau nurodytoms sąlygoms, IC nustatomas ir sutelkiamas aukščiau nurodytu dažniu, o jo išėjimo kaištyje Nr.

IC įvesties kaištis Nr. 3 laukia, kol gaus dažnį, kuris gali būti lygus aukščiau nurodytam IC „centruotam“ dažniui.

Infraraudonųjų spindulių imtuvas arba jutiklis, prijungtas per IC 3 kontaktą, yra tiksliai šiam tikslui.

Kai tik IR27 spindulys iš LD274 randa kliūtį, jo spindulys atsispindi ir patenka į tinkamai išdėstytą detektoriaus diodą BP104.

IR dažnis iš LD274 dabar pereina į IC įvesties kaištį Nr. 3, nes šis dažnis bus visiškai toks pat, kaip ir nustatytas IC centrinis dažnis, IC tai atpažįsta ir akimirksniu perjungia išėjimą iš aukšto į LOW.

Aukščiau pateiktas žemas paleidiklis IC 555 kaištyje Nr. 2, kuris sukonfigūruotas kaip monostabilus, savo ruožtu išjungia aukštą išėjimą, sukeldamas prijungtą aliarmą.

Minėta sąlyga išlieka tol, kol IR jutiklio / detektoriaus pertraukimas išlieka ir leidžia spinduliams atsispindėti. Įtraukus R9 ir C5, IC555 išvestis rodo tam tikrą vėlavimo išjungimo sąlygą prijungtam garsiakalbiui net po to, kai judesys ar kliūtis tolsta.

Norėdami sureguliuoti uždelsimo efektą, R9 ir C5 gali būti patobulinti pagal pageidavimą.

Pirmiau paaiškinta grandinė taip pat gali būti naudojama kaip artumo detektoriaus grandinė ir kliūčių detektoriaus grandinė.

Grandinės schema

Tikslaus artumo detektoriaus grandinė, naudojant LM567, naudojant fazės užrakto kilpos funkciją

Bandymo grandinė

Ši bandymo schema parodo, kaip patikrinti pagrindinio LM567 IR pagrindu sukurto projekto rezultatus. Schemą galima pamatyti žemiau:

Kaip matote, į dizainą įtrauktas tik „LM567“ etapas, o „IC 555“ etapas buvo pašalintas, kad pagrindinės bandymo procedūros būtų paprastesnės.

Čia raudonas šviesos diodas, esantis IC 8-ajame kontakte, užsidega ir lieka šviečia tol, kol IR šviesos diodai laikomi lygiagrečiai vienas kitam 1 pėdos atstumu.

Jei bandysite pakeisti Tx infraraudonųjų spindulių siųstuvo šviesos diodą kitu išoriniu šaltiniu, kurio dažnis yra kitoks, LM567 nustos aptikti signalus, o raudonas šviesos diodas nustos švytėti.

Fotodiodai nėra svarbūs, siųstuvo ir imtuvo šviesos diodams galite naudoti bet kokius panašius arba standartinius fotodiodus.

Vaizdo įrašas, skirtas nustatyti pirmiau pateiktą bandymą:

3) Kitas IC 567 pagrįstas artumo jutiklio dizainas

Kaip ir aukščiau, išskirtinė šios grandinės ypatybė yra ta, kad jos negalima aktyvuoti ar barškinti tiesiogine IR spinduliuote, o tik atspindėta IR spinduliuotė, pataikiusi į detektorių, suveiks grandinę.

Grandinės centre yra pavienis 567 tonų dekoderis IC (U1), kuris atlieka dvigubą funkciją: jis veikia ir kaip pagrindinis IR siųstuvo tvarkyklė, ir kaip imtuvas. Kondensatorius C1 ir rezistorius R2 naudojami U1 vidiniam osciliatoriaus dažniui nustatyti maždaug iki 1 kHz.

Kvadratinės bangos išėjimas iš U1 ties 5 kaiščiu taikomas Q1 pagrindu. Transistorius Q1 yra nustatytas kaip emiterio-sekėjo stiprintuvas, kuris jungia 20 mA impulsą LED2 anode.

Tranzistorius Q3 paima IR2 išėjimą iš LED2 ir nukreipia perdavimą į Q2, kad būtų sustiprinta. Po sustiprinimo Q2, signalas vėl nukreipiamas į U1 įvestį 3 kaištelyje, suveikus 8 kaiščiui, kad jis būtų žemas, įjungiant LED1.

Jei reikia, LED1 galima pakeisti optronu, kad būtų galima perjungti praktiškai bet kurią kintamą kintamą srovę. Kadangi grandinė yra labai paprasta, tiks beveik bet koks dizaino planas.

IR spinduliuotė (LED1) ir fototransistorius (03) turi būti sumontuoti maždaug coliais, atskirti vienas šalia kito ir sutelkti į tą patį kelią.

Gali tekti išbandyti infraraudonųjų spindulių prietaisų poros atstumą ir įrengimo požiūrį, kad išsiaiškintumėte, kokia yra puiki padėtis bet kokiam nustatytam diapazonui tarp detektoriaus ir spinduolio.

Pagal nykščio taisyklę colių tarpas tarp IR spinduolio / detektoriaus poros leidžia artumo grandinei aptikti tikslą maždaug nuo pusės iki 1 colio atstumu. Šviesesni tamsesni taikiniai atspindi daug geriau ir gali veikti didesniu atstumu nei tie, kurie sukurti iš gilesnių elementų. Kol artumo jutiklis paima sureguliuotus IR signalus, valdoma grandinė ir toliau įsijungia, o kai tik signalas dingsta, išėjimas išsijungia.

4) Artumo detektorius naudojant IC 555 grandinę

Šioje trečioje konstrukcijoje mes aptarėme paprastą IC 555 pagrįstą artumo detektoriaus grandinę, kuri gali būti naudojama aptikti žmogaus kirtimus iš tolo.

“elektrinio lauko stiprio vienetas ”

Grandinės valdymas

Infraraudonųjų spindulių artumo detektorius gali būti laikomas viena vertingiausių ir plačiausiai naudojamų grandinių elektroninės automatikos taikymo srityje.

Paprastai galime pastebėti, kad jis naudojamas automatiniuose vandens balionėliuose, automatiniuose rankų džiovintuvuose, o kai kuriuos specifinius variantus galima pamatyti automatinėse universalinių parduotuvių duryse.

Siūlomos artumo detektoriaus grandinės, naudojančios IC 555, veikimo principas

Projektuojant, IC IC5555 greitųjų smailės impulsų pliūpsniai generuojami santykinai mažesniu dažniu, kuris perduodamas per infraraudonųjų spindulių šviesos diodą kaip IR spindulių srautus.

Šie perduodami impulsai yra nukreipti į sritį, kurią reikia stebėti, ir atsispindi, kai objektas ar įsibrovėlis aptinkamas per fototransistoriaus diodą, išdėstytą strategiškai šiems atspindėtiems signalams priimti.

Kai tai atsitiks, gaunami signalai bus apdorojami, kad būtų galima įjungti prijungtą relės mechanizmą ir vėliau aliarmo įrenginį.

Norėdami išbandyti aukščiau pateiktą įgyvendinimą, objektas gali būti įvestas per IR spindulių zoną, o atsakas gali būti patikrintas stebint relės veikimą, pavyzdžiui, judant ranka fokusuotoje srityje, maždaug 1 metro atstumu.

Kai atspindėti signalai patenka į fototransistorių, jis sukuria potencialų skirtumą 1M puode (reguliuojamas) ir suaktyvina susijusį Darlingtono etapą, kuris savo ruožtu suaktyvina dešinės pusės 555 pakopą, sukonfigūruotą kaip monostabili grandinė.

Relė įsijungia reaguodama į tai ir lieka ĮJUNGTA priklausomai nuo 1M ir 10uF kondensatoriaus nustatyto monostabilaus iš anksto nustatyto laiko atidėjimo.