IR blizinski senzor je uređaj koji otkriva prisutnost predmeta ili čovjeka kada se nalazi u unaprijed određenom rasponu od senzora, kroz reflektirane infracrvene zrake.

Ovdje su objašnjena tri korisna koncepta senzora blizine, prvi koncept temelji se na običnom opampu LM358, drugi koji koristi IC LM567 koji funkcionira s principom fazne zaključane petlje osiguravajući vrlo precizan odgovor za otkrivanje. Treći krug radi pomoću sveprisutnog IC 555. Naučimo svaki s detaljnim objašnjenjem.

Pregled

Tamo je poduži popis senzora koji su danas dostupni na tržištu.

Jedan od takvih senzora je senzor blizine.

U ovom ćemo postu otkriti kako funkcionira senzor blizine i što pruža potrebno znanje za izradu ovog projekta kod kuće. Kao što i samo ime govori, jedinica otkriva je li objekt blizu ili daleko od njega. Mogu se dizajnirati na različite načine.

Ali, najčešća je metoda na bazi INFRACREDNIH zraka i OPAMP. Neke uobičajene primjene ovog uređaja mogu se vidjeti u mobitelima, sustavima automatskog ispiranja, automatskim slavinama, sušilicama za ruke i robotima koji nikad ne padaju.

Komponente potrebne

1. IR vodio : Svaki LED emitira neki oblik elektromagnetskog zračenja kad se uključi. Iz iskustva svog kućanstva poznajemo led diode koje emitiraju vidljivu svjetlost.

Ali, postoje i neka posebna svjetla koja emitiraju infracrvene zrake. Baš kao što mogu biti vidljivi vodovi različitih boja, IR voditelji također emitiraju zrake različitih valnih duljina. Infra crvene zrake mogu biti različitih valnih duljina i mogu poprimiti bilo koju vrijednost koja pripada njihovom valnom pojasu.

Dakle, vrlo je važno da IR fotodioda koja se koristi mora biti u stanju detektirati određenu valnu duljinu INFRA CRVENE koju daje IR led.

dva. IR FOTODIOD : To je posebna vrsta diode koji je povezan u obrnutom pristranosti za otkrivanje IR zraka . U nedostatku IR zračenja ima vrlo veliki otpor i kroz njega prolazi praktički nulta struja.

Ali kad IR zrake padnu na nju, njezin se otpor smanjuje i kroz nju se propušta struja proporcionalna intenzitetu zračenja.

Ovo svojstvo fotodiode koristi se za stvaranje električnog signala u senzoru blizine na pojavu IR zraka.

3. Optičko pojačalo (IC LM358) : Op-pojačalo ili operativno pojačalo višenamjenski je IC i vrlo je cijenjen u svijetu elektronike.

U ovom se projektu op-amp koristi kao usporednik. LM358 IC ima dva op-pojačala, što znači da možemo napraviti dva blizinska detektora koristeći samo jedan IC. Razlog upotrebe op-pojačala u krugu je pretvaranje analognog signala u digitalni signal.

Op-pojačalo ili operativno pojačalo višenamjenski je IC

Četiri. Unaprijed postavljeno : Preset je u osnovi otpornik koji ima tri terminala.

Funkcija unaprijed postavljene postavke je dijeljenje ukupnog raspoloživog napona na način da korisnik može pristupiti njegovom djeliću. Samo moramo srednji terminal postaviti u odgovarajući položaj.

Unaprijed postavljena vrijednost postavlja prag napona iznad kojeg treba generirati izlazni napon. Može se ručno podesiti na otpor bilo koje vrijednosti okretanjem glave odgovarajućim odvijačem.

Preset je u osnovi otpornik koji ima tri terminala

5. Crveni vodio : Ja sam za svoj projekt koristio crveni led, ali općenito se mogu koristiti bilo koje boje. Djeluje kao vizualni signal koji pokazuje da se prepreka dovoljno približila.

6. Otpornici : Dva 220 ohma i jedan 10k ohma.

7. Napajanje : 5 v do 6v.

Kako to djeluje

Načelo koje stoji iza rada senzora blizine prilično je jednostavno. Tipični koncept ima dva LED-a paralelna jedan s drugim - led koji emitira IR i fotodiodu.

Djeluju kao par odašiljač-prijamnik. Kada prepreka dođe ispred emiterskih zraka, one se odbijaju natrag i presretaju ih prijemnik.

Prema svojstvima fotodiode, presretnute IR zrake smanjuju otpor fotodiode i nastaje električni signal. Ovaj signal u praksi je napon na 10k otporniku koji se izravno dovodi na neinvertirajući kraj op-pojačala.

Funkcija op-pojačala je da usporedi dva ulaza koja su mu dana.

Signal s fotodiode daje se na neinvertirajući pin (pin 3), a prag napona iz potenciometra daje se na invertirajuću iglu (pin 2). Ako je napon na neinvertirajućem pinu veći od napona na okretanjem pin-a izlaz op-pojačala je visok, inače je izlaz nizak.

Sve u svemu, op-pojačalo pretvara analogni signal u digitalni signal u ovom krugu.

IZLAZI:

Izlaz senzora može se koristiti u dva oblika: ANALOGNI i DIGITALNI.

Digitalni izlaz je u obliku visokog ili niskog. Digitalni izlazni signal senzora blizine može se koristiti za zaustavljanje kretanja robota koji izbjegava prepreke. Čim se prepreka dovoljno približi, signal se može izravno dovoditi na ulazne igle motora vozača da zaustavi motore.

Analogni izlaz kontinuirani je raspon vrijednosti od nule do neke konačne vrijednosti. Takav signal ne može se izravno davati vozačima motora i drugim sklopnim uređajima. Prvo ih trebaju obraditi mikrokontroleri i pretvoriti u digitalni oblik putem ADC-a i nekog kodiranja. Ovaj izlazni obrazac zahtijeva dodatni mikrokontroler, ali eliminira upotrebu op-pojačala.

Puni krug Digaram

jednostavni krug IR senzora blizine koji koristi opamp

AŽURIRANJE od Admin

Gornji dizajn sklopa mogao bi se izraditi i pomoću običnog pojedinačnog opampa IC 741, kao što je prikazano dolje:

jednostavan senzor blizine pomoću jednog LM 741

Video isječak

2) Precizan krug detektora blizine (imun na sunčevu svjetlost)

Sljedeći post objašnjava točan krug detektora blizine zasnovan na infracrvenom (IR) koji uključuje IC LM567 za osiguravanje pouzdanog i sigurnog rada. Ovaj je krug imun na sunčevu svjetlost ili bilo koje drugo ambijentalno svjetlo i na njega neće utjecati sve dok senzor ne primi prilagođene reflektirane signale. Dizajn također djeluje kao detektor prepreka.

Koncept sklopa

Pronašao sam ovaj dizajn na mreži dok sam tražio točan i pouzdan, ali jeftin krug senzora blizine.

Sklop se može razumjeti uz pomoć sljedećeg opisa:

Pozivajući se na dolje prikazani infracrveni (IR) krug detektora pokreta, vidimo dizajn koji se sastoji od dvije glavne faze, jedna koja uključuje IC LM567, a druga s IC555.

U osnovi IC LM567 postaje srce kruga koji isključivo izvršava funkcije generiranja / odašiljanja IR frekvencije i također je detektira.

Štoviše, IC ima unutarnji krug fazno zaključane petlje što ga čini vrlo pouzdanim u primjenama krugova za otkrivanje frekvencije.

To znači da se nakon očitavanja i zakačenja za određenu frekvenciju njegova značajka detekcije zaključava na tu frekvenciju i stoga bilo koji drugi zalutali poremećaj, bez obzira koliko jak bio, ne utječe na njegovo funkcioniranje ili zvecka.

Kružni rad

Unutarnja frekvencija oscilatora određena pomoću R3, C2 napaja IR diodu D274 kroz strujno kontrolirani stupanj koji se sastoji od T1, R2. Ova frekvencija određuje središnju frekvenciju čipa.

Uz gore navedene uvjete IC se postavlja i centrira na gornjoj frekvenciji generirajući konstantu visokog napona na svom izlaznom pinu # 8.

Ulazni pin br. 3 IC-a čeka da primi frekvenciju koja može biti točno jednaka gornjoj 'centriranoj' frekvenciji IC-a.

IR prijemnik ili senzor spojen preko kontakta br. 3 IC-a postavljeni su točno u tu svrhu.

Čim IR snop iz LD274 pronađe prepreku, njegov snop se odbije i padne na odgovarajuće postavljenu detektorsku diodu BP104.

IR frekvencija od LD274 sada prelazi na ulazni pin # 3 IC-a, budući da će ta frekvencija biti potpuno ista postavljenoj središnjoj frekvenciji IC-a, IC to prepoznaje i trenutno prebacuje svoj izlaz s visoke na LOW.

Gornji donji okidač na zatiču br. 2 IC 555 koji je konfiguriran kao monostabilno zauzvrat prebacuje svoj izlaz visoko, uzrokujući puhanje priključenog alarma.

Gornji uvjet traje sve dok prekid rada IR senzora / detektora ostaje i omogućuje reflektiranje zraka. Uključivanjem R9 i C5, izlaz IC555 pokazuje određeno stanje odgode za povezani zujalicu čak i nakon kretanja ili uklanjanja prepreke.

Za podešavanje učinka odgode, R9 i C5 mogu se prilagoditi prema želji.

Gore objašnjeni krug također se može koristiti kao krug detektora blizine i krug detektora prepreka.

Kružni dijagram

Precizni krug detektora blizine pomoću LM567 pomoću značajke fazno zaključane petlje

Ispitni krug

Sljedeći testni krug pokazuje kako provjeriti rezultate iz osnovnog dizajna temeljenog na LM567 IR-u. Shema se može vidjeti u nastavku:

Kao što vidite, u dizajn je ugrađena samo faza LM567, dok je faza IC 555 eliminirana kako bi se pojednostavnili temeljni postupci ispitivanja.

Ovdje se crvena LED na pinu br. 8 IC-a svijetli i ostaje svijetliti sve dok se IR LED-i drže paralelno jedan s drugim na udaljenosti od 1 stope.

Ako pokušate zamijeniti Tx infracrvenu crvenu LED diodu s nekim drugim vanjskim izvorom koji ima drugačiju frekvenciju, LM567 prestaje detektirati signale i crvena LED lampica prestat će svijetliti.

Foto diode nisu ključne, možete koristiti bilo koje slične ili standardne foto diode za LED diode odašiljača i prijemnika.

Video isječak za gornji test postavljen:

3) Još jedan dizajn senzora blizine zasnovan na IC 567

Kao i gore, iznimna je značajka ovog kruga da se ne može aktivirati ili zveckati izravnim IR zračenjem, već će samo reflektirano IR zračenje koje pogodi detektor pokrenuti krug.

U središtu kruga nalazi se usamljeni 567-tonski dekoder IC (U1) koji izvršava dvostruku funkcionalnost: radi i kao osnovni pokretački program IR odašiljača i kao prijamnik. Kondenzator C1 i otpor R2 koriste se za fiksiranje frekvencije unutarnjeg oscilatora U1 na oko 1 kHz.

Izlaz kvadratnog vala iz U1 na pinu 5 nanosi se na Q1 bazu. Tranzistor Q1 postavljen je kao pojačalo sljedničko-emitersko pojačalo koje povezuje impuls od 20 mA na LED2 anodi.

Tranzistor Q3 prima IC izlaz s LED2 i usmjerava prijenos na Q2 za više pojačanja. Nakon pojačanja Q2, signal se vraća na ulaz U1 na pin 3, pokrećući pin 8 da postane nizak, UKLJUČUJUĆI LED1.

Prema potrebi, LED1 se može zamijeniti optičkim sprežnikom za prebacivanje gotovo bilo kojeg opterećenja na izmjenični tok. Budući da je sklop vrlo jednostavan, gotovo svaki projektni plan će funkcionirati.

IR emiter (LED1) i fototranzistor (03) moraju biti instalirani približno inčno odvojeni unutar jednog pored drugog i fokusirani na potpuno istu stazu.

Možda će biti potrebno testirati stajalište razmaka i instalacije para IR uređaja kako bi se utvrdio savršen položaj za bilo koji dodijeljeni raspon između detektora i emitora.

U pravilu, inčni razmak između para IR-emiter / detektor omogućuje blizinskom krugu otkrivanje cilja udaljenog približno pola do 1 inča. Svijetlije zasjenjene mete odražavaju se puno bolje i mogu se izvoditi na većim udaljenostima od onih stvorenih iz dubljih elemenata. Sve dok senzor blizine prihvaća podešene IR signale, kontrolirani krug i dalje je uključen i čim signal nestane, izlaz se isključuje.

4) Detektor blizine pomoću kruga IC 555

U ovom trećem dizajnu raspravljamo o jednostavnom krugu detektora blizine koji se temelji na IC 555, a koji se može koristiti za otkrivanje prelaska ljudi iz daljine.

“što je lučna svjetiljka ”

Kružni rad

Infracrveni detektor blizine može se smatrati jednim od najcjenjenijih i najčešće korištenih sklopova u području primjene elektroničke automatizacije.

Obično možemo vidjeti da se koristi u automatskim dozatorima vode, automatskim jedinicama za sušenje ruku, a neke određene varijante mogu se vidjeti na automatskim vratima robnih kuća.

Načelo rada predloženog kruga detektora blizine pomoću IC 555

U dizajnu je implementirana generacija brzih rafala impulsa vršnog napona s IC LM555 na relativno nižoj frekvenciji, koja se putem infracrvene LED prenosi kao mlaznice IR zraka.

Ovi emitirani impulsi usredotočeni su na područje koje je potrebno nadzirati i reflektiraju se natrag kad se subjekt ili uljez detektira preko fototranzistorske diode koja je strateški postavljena za primanje ovih reflektiranih signala.

Jednom kad se to dogodi, primljeni signali prolaze obradu kako bi se omogućio priključeni mehanizam releja i nakon toga alarmni uređaj da se aktivira.

Da bi se testirala gornja provedba, objekt se može uvesti preko zone IR zraka i odziv se može provjeriti nadgledanjem rada releja, poput pomicanja ruke u fokusiranom području, na udaljenosti od oko 1 metra.

Kad reflektirani signali pogodiju fototranzistor, on razvija potencijalnu razliku u 1M loncu (podesivo) i aktivira pripadajući Darlingtonov stupanj, koji zauzvrat aktivira desnu 555 fazu konfiguriranu kao monostabilni krug.

Relej se aktivira kao odgovor na to i ostaje UKLJUČEN ovisno o monostabilnom unaprijed određenom vremenskom kašnjenju postavljenom od 1M i kondenzatora od 10 uF.