Introduzione ai circuiti IR: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

L'IR è una tecnologia complessa ma molto semplice con cui lavorare. A differenza dei LED o dei LASER, gli infrarossi non possono essere visti con l'occhio umano. In questo Instructable, dimostrerò l'uso degli infrarossi attraverso 3 diversi circuiti.

I circuiti non utilizzeranno ricevitori IR o microcontrollori, ma utilizzeranno un fotodiodo per rilevare il segnale IR perché è più semplice.

Passaggio 1: nozioni di base su LED IR e fotodiodo

I tre progetti dipendono tutti dal LED IR e dal fotodiodo. Il LED IR emette radiazioni infrarosse in tutte le direzioni, il fotodiodo è posizionato accanto ad esso quindi se un oggetto si avvicina troppo, rifletterà la radiazione infrarossa nel fotodiodo, il fotodiodo trasforma l'infrarosso che ha assorbito in un segnale, il segnale poi può attivare altre cose. Nota che lo schema sopra ha un LED IR nero e un fotodiodo trasparente, questo non è molto comune in quanto di solito è il contrario, ma i seguenti 3 progetti utilizzano il tipo normale di coppie IR (LED IR: trasparente, fotodiodo: nero/scuro viola). I colori dei diodi non contano, ma assicurati solo di ricordare quale è quale.

Cose importanti da notare (si prega di leggere quanto segue):

LED IR: il LED a infrarossi emette radiazioni IR, non possiamo vedere la radiazione perché contiene una frequenza inferiore alla luce visibile, gli esseri umani possono rilevare solo gli infrarossi come calore (quindi il LED IR può diventare un po' caldo, è normale) e la radiazione è non dannoso perché è solo calore.

Fotodiodo: il fotodiodo è come un LED ma non emette luce, invece è un sensore di luce (come un LDR ma non del tutto). Il fotodiodo può presentarsi in molte forme: di solito ha l'aspetto di un LED nero ma può anche essere trasparente (in cui non confonderlo con altri LED). Il fotodiodo è collegato diversamente dai normali LED, invece che Vcc all'anodo del LED, è Vcc al catodo del fotodiodo (come come si collegano le batterie).

Quando acquisti LED IR e fotodiodi, prova ad acquistarli in coppia perché a volte il LED IR non funziona con il fotodiodo.

Passaggio 2: circuito IR 1

Il primo circuito IR mostrerà solo come funziona la coppia (LED IR e fotodiodo). Usando un transistor, possiamo trasformare l'analogico sporco dal fotodiodo in analogico pulito che piace di più al LED di uscita. Il circuito è molto semplice, tutto ciò che serve è:

Resistore: 2x 220ohm (o simile), 1x 10k

Diodo: 1x LED IR, 1x LED generico, 1x fotodiodo

Transistor: 1x BC547 (o qualsiasi transistor NPN equivalente, ad es. 2n2222A)

Una fonte di alimentazione 5v (USB va bene), cavi di collegamento e una breadboard.

Passaggio 3: test del circuito IR 1

Prima di completare il circuito, assicurati che il LED IR e il fotodiodo siano posizionati uno accanto all'altro.

Una volta completato il circuito, testare il sensore posizionando un oggetto o il dito a circa 5 cm sopra i due diodi, quindi spostare lentamente l'oggetto/dito verso i diodi fino a toccarli entrambi. Il LED generico dovrebbe accendersi di più quanto più ci si avvicina, questo perché l'oggetto riflette più infrarossi nel fotodiodo.

Se ciò non accade, controlla di aver inserito correttamente il fotodiodo, controlla i collegamenti dei cavi, controlla la fonte di alimentazione, se nulla di tutto ciò aiuta, il problema potrebbe essersi verificato tra il LED IR e il fotodiodo (è necessario acquistarne di nuovi o prova una coppia diversa).

Assicurati di non eseguire il circuito sotto il sole o una luce molto intensa perché ciò confonderebbe il fotodiodo.

Passaggio 4: circuito IR 2

Ora che hai capito come funzionano insieme il LED IR e il fotodiodo come sensore, trasformeremo il circuito precedente in un circuito di allarme. Questo circuito utilizzerà un OP Amp per amplificare il segnale dei fotodiodi, un cicalino è collegato all'uscita dell'OP Amp ma che può essere modificato e sostituito con un altro componente/circuito.

Questo circuito avrà bisogno di:

Resistore: 1x 220 (o simile), 1x 10k

Potenziometro: 1x 10k

Diodo: 1x LED IR, 1x fotodiodo

Chip IC: 1x LM358

Altro: 1x Buzzer o sostituirlo con il proprio circuito.

Alimentazione 5v (USB va bene), breadboard, cavi jumper.

Passaggio 5: test del circuito IR 2

Ricorda che i due diodi devono essere uno accanto all'altro come ultimo circuito. Per testare il circuito, muovi un oggetto o la tua mano sopra i due diodi, questo dovrebbe far scattare l'allarme. Puoi anche regolare la sensibilità del fotodiodo ruotando il potenziometro, ci sarà un punto in cui l'allarme sarà sempre attivo, questo perché il fotodiodo è così sensibile agli IR che li rileva dall'atmosfera circostante. Non è possibile per me mostrare il circuito funzionante nell'immagine sopra, ma immagina di poter sentire il suono del cicalino.

Non azionare il circuito sotto il sole o una luce molto intensa perché ciò può confondere il fotodiodo.

Per risolvere i problemi, ripetere il passaggio 3.

Passaggio 6: circuito IR 3

In questo circuito, attiveremo un LED (o qualsiasi uscita) senza premere un pulsante. Questa volta verranno utilizzate due coppie di LED IR e fotodiodi. Invece di utilizzare un amplificatore OP, utilizzeremo un timer 555 per semplicità. Riporteremo anche i transistor per livellare il segnale analogico.

Questo circuito richiederà:

Resistenza: 3x 220ohm, 2x 10k, 2x 1M, 2x 3M

Condensatore: 1x 10nf

Diodo: 2x LED IR, 2x fotodiodo, 1x LED generico

Transistor: BC547 (o equivalente)

Chip IC: 1x 555 timer

Alimentazione 5v (USB va bene), breadboard, cavi jumper

Assicurati che le due coppie di diodi siano distanziate tra loro in modo che non interferiscano l'una con l'altra. Inoltre, assicurati di accoppiare i diodi giusti.

Passaggio 7: test del circuito IR 3

Il circuito è costituito da due coppie di diodi, uno accende l'uscita, l'altro la spegne. Devi prima capire quale coppia di diodi controlla cosa. Una volta fatto, puoi attivare l'uscita facendo passare un oggetto su una coppia di diodi. L'uscita rimarrà attiva anche dopo aver tolto l'oggetto dal sensore, l'uscita si spegnerà solo se si posiziona un oggetto sopra l'altro sensore, quindi rimarrà disattivata finché non si ripete questo processo.

Ancora una volta, non operare sotto la luce del sole.

Passaggio 8: altro materiale IR

C'è un mondo molto più grande per i circuiti IR, non è molto complicato ma è piuttosto affascinante. Invece di LED IR e fotodiodi, i circuiti migliori sarebbero costituiti da telecomandi IR e ricevitori IR, questi dispositivi possono coprire una portata molto più ampia e possono anche trasferire più informazioni.

In caso di domande, non esitate a chiedere.