ИР сензор близине је уређај који открива присуство предмета или човека када се налази у унапред одређеном опсегу од сензора, кроз рефлектоване инфрацрвене зраке.

Овде су објашњена три корисна концепта сензора близине, први концепт заснован је на обичном опампу ЛМ358, други који користи ИЦ ЛМ567 који функционише са принципом фазне закључане петље осигуравајући врло прецизан одговор за откривање. Трећи круг ради користећи свеприсутни ИЦ 555. Научимо сваки са детаљним објашњењем.

Преглед

Има дугачка листа сензора који су данас доступни на тржишту.

Један такав сензор је сензор близине.

У овом посту ћемо открити како функционише сензор близине и шта пружа неопходно знање за израду овог пројекта код куће. Као што и само име говори, јединица открива да ли је неки објект близу или далеко од њега. Могу се дизајнирати на различите начине.

Али, најчешћа метода је она на основу инфрацрвених зрака и ОПАМП. Неке уобичајене употребе овог уређаја могу се видети код мобилних телефона, система аутоматског испирања, аутоматских славина, сушара за руке и робота који никад не пада.

Компоненте потребне

1. ИР лед : Сваки лед емитује неки облик електромагнетног зрачења када се напаја. Из искуства домаћинства познајемо ЛЕД диоде које емитују видљиву светлост.

Али, постоје и нека посебна светла која емитују инфрацрвене зраке. Баш као што могу бити видљиви водови различитих боја, ИЦ водитељи такође емитују зраке различитих таласних дужина. Инфрацрвени зраци могу бити различитих таласних дужина и могу попримити било коју вредност која припада њиховом таласном опсегу.

Дакле, веома је важно да ИР фотодиода која се користи мора бити у стању да детектује одређену таласну дужину ИНФРА ЦРВЕНЕ коју даје ИР лед.

два. ИР ФОТОДИОД : То је посебна врста диода који је повезан у обрнутом пристрасности за детекцију ИР зрака . У одсуству ИР зрачења има врло велики отпор и кроз њега пролази практично нулта струја.

Али када инфрацрвени зраци падну на њега, његов отпор се смањује и кроз њега се пропушта струја пропорционална интензитету зрачења.

Ово својство фотодиоде користи се за генерисање електричног сигнала у сензору близине на појаву инфрацрвених зрака.

3 Оп-појачало (ИЦ ЛМ358) : Оп-појачало или оперативно појачало је вишенаменски ИЦ и веома је поштован у свету електронике.

У овом пројекту оп-амп се користи као компаратор. ЛМ358 ИЦ има два оп-појачала, што значи да можемо да направимо два близинска детектора користећи само један ИЦ. Разлог за употребу оп-појачала у колу је претварање аналогног сигнала у дигитални сигнал.

Оп-појачало или оперативно појачало је вишенаменски ИЦ

Четири. Пресет : Пресет је у основи отпорник који има три терминала.

Функција унапред подешене поставке је да подели укупан расположиви напон на начин да корисник може да приступи његовом делу. Само морамо средњи терминал поставити у одговарајући положај.

Унапред подешена вредност поставља праг напона изнад којег излазни напон треба да се генерише. Може се ручно подесити на отпор било које вредности окретањем главе помоћу одговарајућег одвијача.

Пресет је у основи отпорник који има три терминала

5. Црвени водио : За свој пројекат сам користио црвени лед, али генерално се могу користити било које боје. Делује као визуелни сигнал који показује да се препрека довољно приближила.

6. Отпорници : Два 220 охма и један 10к охма.

7. Напајање : 5 в до 6в.

Како то ради

Принцип који лежи иза рада сензора близине је прилично једноставан. Типични концепт има два ЛЕД-а паралелна један са другим - лед који емитује инфрацрвени зрак и фотодиоду.

Они делују као пар предајник-пријемник. Када препрека дође испред емитерских зрака, они се одбијају назад и пресрећу их пријемник.

У складу са својствима фотодиоде, пресретнути ИЦ зраци смањују отпор фотодиоде и настаје електрични сигнал. Овај сигнал у пракси представља напон на 10к отпорнику који се директно доводи на неинвертујући крај оп-појачала.

Функција оп-појачала је да упореди два улаза која су му дата.

Сигнал са фотодиоде даје се на неинвертујући пин (пин 3), а праг напона из потенциометра даје се на инвертујући пин (пин 2). Ако је напон на неинвертујућем пин-у већи од напона на окретањем пин-а излаз оп-појачала је висок, у супротном је излаз низак.

Све у свему, оп-појачало претвара аналогни сигнал у дигитални сигнал у овом колу.

ИЗЛАЗИ:

Излаз сензора може се користити у два облика: АНАЛОГНИ и ДИГИТАЛНИ.

Дигитални излаз је у облику високог или ниског. Дигитални излазни сигнал сензора близине може се користити за заустављање кретања робота који избегава препреке. Чим се препрека приближи довољно, сигнал се може директно доводити на улазне иглице возача мотора да зауставе моторе.

Аналогни излаз је континуирани опсег вредности од нуле до неке коначне вредности. Такав сигнал не може се директно давати возачима мотора и другим преклопним уређајима. Прво их требају обрадити микроконтролери и претворити у дигитални облик путем АДЦ-а и неког кодирања. Овај излазни образац захтева додатни микроконтролер, али елиминише употребу оптичког појачала.

Пун круг Дигарам

једноставан круг ИР сензора близине који користи опамп

УПДАТЕ од Админ

Горњи дизајн кола такође се може израдити помоћу обичног појединачног опампа ИЦ 741, као што је приказано доле:

једноставан сензор близине помоћу једног ЛМ 741

Видео клип

2) Прецизан круг детектора близине (имуни на сунчеву светлост)

Следећи пост објашњава тачан круг детектора близине заснован на инфрацрвеном (ИР) који укључује ИЦ ЛМ567 за обезбеђивање поузданих и сигурних операција. Овај круг је имун на сунчеву светлост или било коју другу амбијенталну светлост и на њега неће утицати све док сензор не прими подешени одбијени сигнал. Дизајн такође делује као детектор препрека.

Концепт склопа

Пронашао сам овај дизајн на мрежи док сам тражио тачан и поуздан, али јефтин круг сензора близине.

Коло се може разумети уз помоћ следећег описа:

Позивајући се на доле приказано инфрацрвено (ИР) коло детектора покрета, видимо дизајн који се састоји од две главне фазе, од којих једна укључује ИЦ ЛМ567, док друга са ИЦ555.

У основи ИЦ ЛМ567 постаје срце кола које искључиво врши функције генерисања / преноса ИР фреквенције и такође их детектује.

Штавише, ИЦ има интерно фазно закључано коло, што га чини изузетно поузданим у примени кола са детекцијом фреквенције.

Значи да када се очита и приквачи за одређену фреквенцију, његова функција детекције се закључа на ту фреквенцију и стога било који други залутали поремећај, без обзира колико јак био, не утиче на његово функционисање или звецка.

Цирцуит Оператион

Фреквенција интерног осцилатора одређена помоћу Р3, Ц2 напаја ИР диоду Д274 преко струје контролисане фазе која се састоји од Т1, Р2. Ова фреквенција одређује централну фреквенцију чипа.

Са горе наведеним условима, ИЦ се поставља и центрира на горњој фреквенцији генеришући константу високог напона на свом излазном пину бр. 8.

Улазни пин бр. 3 ИЦ-а чека да прими фреквенцију која може бити тачно једнака горњој „центрираној“ фреквенцији ИЦ-а.

ИЦ пријемник или сензор повезан преко пина бр. 3 ИЦ-а позициониран је тачно у ту сврху.

Чим ИР зрак од ЛД274 пронађе препреку, његов сноп се одбије и падне на одговарајуће постављену детекторску диоду БП104.

ИР фреквенција од ЛД274 сада прелази на улазни пин # 3 ИЦ, јер ће та фреквенција бити потпуно иста подешеној централној фреквенцији ИЦ, ИЦ то препознаје и тренутно пребацује свој излаз са високе на ЛОВ.

Горњи доњи окидач на пину бр. 2 ИЦ 555 који је конфигурисан као моностабилни заузврат пребацује свој излаз високо, узрокујући да дува повезани аларм.

Горњи услов траје све док прекид рада ИР сензора / детектора остаје и омогућава да се зраке рефлектују. Укључивањем Р9 и Ц5, излаз ИЦ555 показује одређено стање искључења за повезани зујалицу чак и након кретања или уклањања препреке.

За подешавање ефекта одлагања, Р9 и Ц5 се могу прилагодити према жељи.

Горе објашњено коло такође се може користити као склоп детектора близине и детектора препрека.

Кружни дијаграм

Прецизно коло детектора близине помоћу ЛМ567 користећи фазно закључану петљу

Тест Цирцуит

Следећи тест круг показује како се верификују резултати из основног дизајна заснованог на ИР ЛМ567. Шема се може видети доле:

Као што видите, у дизајн је уграђена само фаза ЛМ567, док је фаза ИЦ 555 елиминисана како би се поједноставнили основни поступци испитивања.

Овде црвена ЛЕД на пину бр. 8 ИЦ-а светли и остаје осветљена све док се ИР ЛЕД-ови држе паралелно једни другима на растојању од 1 стопа.

Ако покушате да замените Тк инфрацрвену црвену ЛЕД предајницу неким другим спољним извором који има другачију фреквенцију, ЛМ567 престаје да детектује сигнале и црвена ЛЕД ће престати да светли.

Фото диоде нису пресудне, можете користити било које сличне или стандардне фото диоде за ЛЕД предајнике и пријемнике.

Видео клип за горње подешавање теста:

3) Још један дизајн сензора близине заснован на ИЦ 567

Као и горе, изузетна карактеристика овог кола је да се не може активирати или звецкати директним ИР зрачењем, већ ће само рефлектовано ИР зрачење које погоди детектор покренути коло.

У центру кола налази се усамљени 567-тонски декодер ИЦ (У1) који извршава двоструку функционалност: ради и као основни управљачки програм ИР предајника и као пријемник. Кондензатор Ц1 и отпорник Р2 користе се за фиксирање фреквенције унутрашњег осцилатора У1 на око 1 кХз.

Излаз квадратног таласа из У1 на пину 5 примењује се на К1 бази. Транзистор К1 је постављен као појачало емитер-следбеник, које повезује импулс од 20 мА на ЛЕД2 аноди.

Транзистор К3 прима ИЦ излаз са ЛЕД2 и усмерава пренос на К2 за више појачања. Након појачања К2, сигнал се поново примењује на улаз У1 на пину 3, активирајући пин 8 да постане низак, УКЉУЧУЈУЋИ ЛЕД1.

Када је потребно, ЛЕД1 се може заменити оптичким склопником за пребацивање практично било ког оптерећења наизменичног напајања. Будући да је склоп врло једноставан, скоро сваки план дизајна ће радити.

ИР емитер (ЛЕД1) и фототранзистор (03) морају да буду инсталирани приближно инч раздвојени унутар раме уз раме и фокусирани на потпуно исту стазу.

Можда ће бити потребно да се тестира тачка гледишта размака и инсталације пара ИР уређаја како би се утврдио савршен положај за било који задати домет између детектора и емитора.

Као основно правило, инчни размак између пара ИР-емитер / детектор омогућава да близински круг открије мету удаљену приближно пола до 1 инч. Светлије осенчени циљеви одражавају се много боље и могу се изводити на већим удаљеностима од оних створених из дубљих елемената. Све док сензор близине прихвата подешене ИЦ сигнале, контролисани круг је и даље укључен и чим сигнал нестане, излаз се искључује.

4) Детектор близине који користи круг ИЦ 555

У овом трећем дизајну разматрамо једноставан склоп детектора близине заснован на ИЦ 555 који се може користити за откривање преступа људи из даљине.

“врсте непрекидног напајања ”

Цирцуит Оператион

Инфрацрвени детектор близине може се сматрати једним од највреднијих и најчешће коришћених кола у опсегу примене електронске аутоматизације.

Обично можемо видети да се користи у аутоматским дозаторима воде, јединицама за аутоматско сушење руку, а неке одређене варијанте могу се видети на аутоматским вратима робних кућа.

Принцип рада предложеног круга детектора близине помоћу ИЦ 555

У дизајну је примењена генерација брзих рафала импулса вршног напона са ИЦ ЛМ555 на релативно нижим фреквенцијама, који се преносе преко инфрацрвене ЛЕД као млазнице ИР зрака.

Ови пренети импулси усмерени су на подручје које је потребно надгледати и рефлектују се назад када се субјект или уљез детектује преко фото-транзисторске диоде позициониране стратешки за пријем ових одбијених сигнала.

Једном када се то догоди, примљени сигнали пролазе обраду како би се омогућио прикључени релејни механизам и након тога алармни уређај да се активира.

Да би се тестирала горња примена, објекат се може увести преко зоне ИР зрака и одзив се може проверити надгледањем рада релеја, као што је померање руке у фокусираном подручју, на удаљености од око 1 метар.

Када одбијени сигнали погоди фототрансистор, он развија потенцијалну разлику у 1М пот (подесивом) и покреће повезану Дарлингтонову фазу, која заузврат активира десну 555 фазу конфигурисану као моностабилни круг.

Релеј се активира као одговор на то и остаје УКЉУЧЕН у зависности од моностабилног унапред одређеног временског кашњења постављеног 1М и 10уФ кондензатором.