Contatore oggetti tramite IR: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

In questo piccolo progetto creeremo un contatore di oggetti completamente automatico con un semplice display a segmenti. Questo progetto è piuttosto semplice e incorpora solo l'elettronica semplice. Questo circuito si basa sugli infrarossi per rilevare oggetti, per saperne di più su come funziona l'IR, visita il mio IR Instructables. Puoi imparare tutto sui concetti di base dell'IR lì.

Forniture

Materie prime: Cartone A4 (per costruire il corpo e la base)

Circuito:

Tagliere x1

CD4026BE x2

LM358 x1

2n222/BC547 x1 (o qualsiasi transistor equivalente)

Pulsante 2pin x1

Potenziometro 10k x1

Resistenza da 220 ohm x2

Resistenza da 680ohm x2

Resistenza da 10k x2

2x display a 7 segmenti a catodo comune

LED IR x1

Fotodiodo x1

Molti ponticelli

Alimentazione 9v

Strumenti: saldatore, spelafili/taglierina, coltello da taglio, colla vinilica, goniometro, righello ecc.

Passaggio 1: anteprima

L'idea di questo progetto è creare un contatore di oggetti per contare piccole cose come componenti, mattoncini Lego, perline, ecc. Gli oggetti verrebbero lasciati cadere su una rampa, rotolerebbero in un contenitore in fondo ma verranno rilevati da una coppia di rivelatori IR.

L'uscita del fotodiodo passerà attraverso una porta NOT e quindi nel comparatore. Le immagini sopra mostrano come la coppia IR rileva un oggetto.

Passaggio 2: il circuito

Il circuito utilizzato per questo progetto non è complicato, utilizza un amplificatore operazionale (LM358) come regolatore di ingresso per il chip display a 7 segmenti (CD4026BE). Ho progettato il circuito in modo che abbia 2 display a 7 segmenti che gli danno 99 cifre o 99 possibili oggetti da contare. Dovrebbe essere abbastanza, ma se non lo è, puoi collegare un altro display che ti darà 999 cifre, decisamente abbastanza.

Il pulsante nel circuito è per il reset.

Il potenziometro serve per regolare la sensibilità del fotodiodo.

Lo schema circuitale sopra è lo stesso del circuito breadboard. Potrebbe essere un po' difficile da leggere in quanto è compresso in uno spazio ristretto.

NOTA: il transistor nell'immagine del circuito breadboard è al contrario, ma dovrebbe comunque funzionare. Consiglierei di capovolgerlo anche se alcuni transistor funzionano in entrambi i modi. Segui il cablaggio del transistor nello schema elettrico se sei confuso.

Passaggio 3: test del circuito

Prima di inserire il circuito nel progetto, testarlo è un'idea intelligente. Ho modificato leggermente il circuito (cambiando il LED IR su una breadboard diversa per creare il raggio IR tra esso e il fotodiodo). Collega il circuito a un alimentatore da 9 V e le cifre si illumineranno con due 0. Successivamente interrompere il raggio IR tra il LED IR e il fotodiodo bloccandolo con un dito o un oggetto, ora una delle cifre passerà da 0 a 1, ripetere il processo e il circuito conterà il numero di volte in cui il raggio IR è stato rotto (oggetti).

La cosa intelligente da fare ora è trasformare questo circuito in un PCB, sfortunatamente ho avuto problemi con l'ordinazione del mio, quindi per il resto di questo progetto userò la breadboard.

Risoluzione dei problemi: se il circuito non funziona correttamente, controllare:

Cablaggio, Direzione del componente (polarità o il modo in cui sono rivolti i chip) (in particolare il fotodiodo)

Alimentazione elettrica, IR Pair (vedi se funzionano insieme a un semplice circuito dal mio Instructables " All about IR")

Passaggio 4: il corpo

Il mio design probabilmente non è visivamente il più gradevole, ma funziona bene.

Taglia tutto, le dimensioni non contano molto, ma consiglierei che l'angolo di inclinazione sia compreso tra 20 e 45 gradi. La piastra di base avrebbe la breadboard o il PCB montati su di essa, quindi c'è una dimensione minima.

Il materiale del corpo non ha molta importanza ma sceglierei qualcosa di sottile e resistente come il cartone compresso.

Passaggio 5: attaccalo

Assemblare la struttura una volta ritagliato tutto. Usa del nastro adesivo per tenerlo insieme in forma e applica la colla. La colla vinilica è perfetta ma ci vuole un po' per asciugarsi. Ora, aspetta.

Una volta confermato che la colla si è asciugata, stacca il nastro e la tua struttura è finita.

Passaggio 6: aggiungi il circuito

Attaccare la breadboard con il circuito nello spazio vuoto alla base della struttura. Assicurati che i display a 7 segmenti siano rivolti verso di te in modo da poter leggere i numeri nel modo giusto.

Passaggio 7: collegare la coppia IR

Piegare i terminali sia del LED IR che del fotodiodo a 90 gradi. Saldare alcuni fili all'estremità dei terminali (il filo deve essere abbastanza lungo da collegare il diodo dalla sua posizione di montaggio alla breadboard). Quindi, collega la coppia IR alla breadboard.

Esegui di nuovo il circuito solo per assicurarti che i giunti di saldatura funzionino.

Passaggio 8: ritocchi finali

Incolla la coppia IR sul pendio, assicurati che siano su entrambi i lati e uno di fronte all'altro per creare il raggio di IR.

Nascondi i fili incollandoli sul bordo del pendio.

Quindi taglia due pezzi di cartone, lunghi circa 5 cm e l'altezza delle pareti della tua pendenza. Mettilo come mostrato nell'ultima immagine, tienilo premuto con del nastro adesivo mentre applichi la colla per attaccarlo.

Una volta fatto, rimuovere tutto il nastro, eseguire il circuito per verificare che funzioni ancora correttamente. Se vuoi decorarlo, questo è il momento di farlo.

Risoluzione dei problemi del circuito:

Se il contatore non conta quando si interrompe il raggio IR (ma prima funzionava), potrebbe essere perché il raggio IR non è stato completamente bloccato, questo è causato da alcuni riflessi irregolari creati dal cartone. Questo di solito può essere risolto attaccando una piccola striscia di carta nera sotto il LED IR in modo che assorba qualsiasi IR riflettente. Se questo non è il problema, controlla se hai cortocircuitato qualcuno dei diodi durante l'incollaggio.

Passaggio 9: Finisci

Ora è finito!

Accendilo e inizia a contare!