مستشعر القرب بالأشعة تحت الحمراء باستخدام LM358: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

هذا دليل حول صنع مستشعر القرب من الأشعة تحت الحمراء

الخطوة 1: شاهد الفيديو

قبل المتابعة ، أوصيك بمشاهدة الفيديو الكامل أولاً. ستجد هناك عملية كاملة حول صنع هذه الدائرة البسيطة على لوح التجارب. قم بزيارة قناتي "ElectroMaker" لمزيد من التفاصيل.

الخطوة الثانية: إلقاء نظرة على المخطط

الخطوة 3: اطلب الأجزاء المطلوبة

IC1- أي OP-Amp IC سيعمل مثل LM324 ، LM358 ، CA3130 وما إلى ذلك (نحن نستخدمه كمقارن)

R1- 100K Ω مقياس الجهد / مقاوم متغير

R2- 100 - 1K Ω

R3- 10 كيلو Ω

L1- الأشعة تحت الحمراء LED (IR LED) (مرسل الأشعة تحت الحمراء)

L2- مستقبل الأشعة تحت الحمراء (IR Photo-Diode) (مستشعر الأشعة تحت الحمراء)

L3- مؤشر LED عادي (أي لون ، لا يهم اللون حقًا)

ب 1 - 6 إلى 12 فولت تيار مستمر

شراء مكونات إلكترونية بسعر أرخص وشحن مجاني: utsource.com

الخطوة 4: كيف تعمل هذه الدائرة؟

حسنًا ، هدفنا في هذه الدائرة هو إضاءة مصباح LED أو الجرس كلما اقتربت أي عقبة من المستشعر ، لذلك لدينا أولاً ثنائي ضوئي يعمل بالأشعة تحت الحمراء من طرفه السالب متصل بسكة موجبة وطرف موجب بالسكة السالبة عبر المقاوم 10K. عندما يسقط ضوء الأشعة تحت الحمراء على الثنائي الضوئي ، يتم إنتاج كمية صغيرة من التيار تكون أقل من حيث الحجم في مكان ما في نطاق ميكرو أمبير. ثم نحتاج إلى ضوء الأشعة تحت الحمراء ، أليس كذلك؟ لذلك استخدمنا الأشعة تحت الحمراء بمقاوم محدد للتيار لتزويدنا ببعض ضوء الأشعة تحت الحمراء ، لذلك ما يحدث عندما يقترب أي عائق أو أي كائن من ضوء الأشعة تحت الحمراء ، فإن ضوء الأشعة تحت الحمراء يصطدم بالكائن أو العائق الموجود أمام مصباح الأشعة تحت الحمراء. وينعكس مرة أخرى إلى الثنائي الضوئي بالأشعة تحت الحمراء والذي يحوله بعد ذلك إلى كمية معينة من التيار (في نطاق ميكرو أمبير) وبما أن لدينا مقاومة 10K من الطرف الموجب للديود الضوئي إلى GND ، يتم تحويل التيار الصغير إلى جهد وهو محسوبة بقانون أوم (V = IR) حيث R ثابت 10K Ω وأنا الذي يتغير التيار مع كمية من الضوء السقوط عليه. لنفترض أنه عندما تكون المسافة b / w IR LED والعائق 2 سم ، يكون التيار الناتج عن الثنائي الضوئي 200 ميكرو أمبير (ليست القيمة الدقيقة ، ربما تكون مختلفة) لذا سيكون الجهد 0.0002 أمبير (200 ميكرو أمبير)) * 10000Ω (10KΩ) = 2 فولت. كلما زاد ضوء الأشعة تحت الحمراء ، سينخفض التيار الناتج عن الثنائي الضوئي ، وهذا يعني ارتفاع الجهد عند الطرف الموجب للديود الضوئي والعكس بالعكس. ثم لدينا مقياس الجهد / المقاوم المتغير الذي يعمل كمقسم للجهد. الصيغة لحساب Vout = (Rbottom / Rbottom + Rtop * Vin) لذلك عندما يكون مقياس الجهد أكثر باتجاه GND (السكة السالبة) مما يعني أيضًا المقاومة تجاه Vcc (السكة الموجبة) أكثر من المقاومة تجاه GND ، ثم الجهد في الجزء الأوسط من مقياس الجهد (Vout) سيكون مرتفعًا والعكس بالعكس. هذا يعني أنه يمكننا تغيير جهد الخرج من 0 إلى 9 فولت (الحد الأقصى هو جهد الدخل نفسه). لدينا الآن جهدين ، أحدهما من الثنائي الضوئي والآخر من المقاوم المتغير (مقياس الجهد) ، فكيف يمكننا استخدام هذين الفولتيتين لتشغيل LED؟ أفضل طريقة هي مقارنة هذين الفولتيتين المختلفتين. وسنفعل ذلك باستخدام مكون يسمى "Comparator" وهو مجرد op-amp بدون أي ملاحظات مرفقة بإخراج b / w وإدخال غير مقلوب (واحد مميز بعلامة +) ، وهو يعمل كمقارن. بعبارات بسيطة ، إذا كان الجهد عند المدخلات غير العاكسة (واحد مميز بعلامة +) أعلى من الجهد عند المدخل المقلوب (واحد مميز بعلامة -) ، فإن الناتج سيرتفع (جهد الخرج الموجب) والعكس بالعكس. لذلك نقوم بتوصيل الدبوس الأوسط لمقياس الجهد (جهد الخرج القابل للضبط) المدخلات العكسية (دبوس 2 من LM358 الذي نستخدمه) والطرف الموجب للديود الضوئي (يعتمد الجهد على ضوء الأشعة تحت الحمراء) بإدخال غير مقلوب (دبوس 3) لذلك ، كلما زاد الجهد في Pin 3 عن Pin 2 ، يرتفع Pin 1 (خرج المقارنة) (سيكون جهد الخرج هو جهد الدخل نفسه + القليل من فقدان الجهد الذي يكون صغيرًا وبالكاد يمكن ملاحظته ، وعندما يكون Pin 2 أعلى من Pin3 ، يصبح الناتج منخفضًا (0V) الآن أنت تعرف لماذا نطلق على مقياس الجهد هذا كعنصر تحكم في الحساسية.إذا كان لديك شك في شيء ما ، فلا تتردد في سؤالنا في قسم التعليقات في مقاطع الفيديو الخاصة بنا.

الخطوة 5: دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها

إذا لم تعمل دائرتك ، فاتبع الخطوات أدناه. إذا لم يساعد ذلك ، فلا تتردد في سؤالنا في قسم التعليقات في مقاطع الفيديو الخاصة بنا.

1. تحقق من IC (OP-AMP) (المقارنة)

2. تأكد من توصيل دبابيس المقارنة بالطريقة الصحيحة

3. تأكد من التوصيلات الأخرى على ما يرام

4. تأكد من أن Photodiode الخاص بك على ما يرام ، حاول استخدام واحد آخر

5. تأكد من أن IR LED الخاص بك على ما يرام عن طريق توصيله بأي بطارية مع المقاوم سلسلة 1K OHM ورؤيته من خلال كاميرا رقمية (يبدو لونه ورديًا ولا يمكن رؤيته بالعين المجردة)

6. تأكد من أن مقياس الجهد الخاص بك متصل بالطريقة الصحيحة

7. إذا كان مؤشر LED أو الطنان يومض أو يصدر أصواتًا باستمرار ، فقم بتحويل مقياس الجهد أكثر نحو مصدر طاقة إيجابي

8. تأكد من توصيل مصدر الطاقة بالطريقة الصحيحة ، فقد تتضرر دائرتك من خلال تعريضها لجهود عالية أو استقطاب عكسي.