Come realizzare un sensore di prossimità: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Un tutorial su come realizzare un circuito del sensore di prossimità a infrarossi (IR) insieme a una spiegazione dettagliata su come funziona il circuito. La sensibilità o il raggio di rilevamento possono essere controllati anche regolando il potenziometro.

Passaggio 1: tutorial video

Passaggio 2: componenti necessari

1. LM 358 IC2.1 Coppia di fotodiodi LED a infrarossi3. Resistenze: 470, 270R, 10K4. Potenziometro: 10K5.pcb o breadboardbatteria da 6.9v e base clip7.led8.buzzer9.ic

Passaggio 3: spiegazione del funzionamento del circuito:

Il componente di rilevamento in questo circuito è il fotodiodo IR. Maggiore è la quantità di luce infrarossa che cade sul fotodiodo IR, maggiore è la corrente che lo attraversa. (L'energia delle onde IR viene assorbita dagli elettroni alla giunzione p-n del fotodiodo IR, che fa fluire la corrente) Questa corrente quando scorre attraverso il resistore da 10k, provoca lo sviluppo di una differenza di potenziale (tensione). L'entità di questa tensione è data dalla legge di Ohm, V=IR. Poiché il valore del resistore è costante, la tensione ai capi del resistore è direttamente proporzionale all'ampiezza della corrente che scorre, che a sua volta è direttamente proporzionale alla quantità di onde infrarosse incidenti sul fotodiodo IR. Quindi, quando viene portato un oggetto più vicino al LED IR, coppia Foto-Diodo, la quantità di raggi IR del LED IR che riflette e cade sul fotodiodo IR aumenta e quindi la tensione al resistore aumenta (dalla deduzione nel paragrafo precedente). Confrontiamo questa variazione di tensione (più vicino all'oggetto, maggiore è la tensione al resistore da 10 K / fotodiodo IR) con una tensione di riferimento fissa (creata utilizzando un potenziometro). Qui, LM358 IC (un comparatore / OpAmp) viene utilizzato per confrontare il sensore e le tensioni di riferimento. Il terminale positivo del fotodiodo (questo è il punto in cui la tensione cambia proporzionalmente alla distanza dell'oggetto) è collegato all'ingresso non invertente di OpAmp e la tensione di riferimento è collegata all'ingresso invertente di OpAmp. L'OpAmp funziona in modo tale che ogni volta che la tensione all'ingresso non invertente è maggiore della tensione all'ingresso invertente, l'uscita si accende. Quando nessun oggetto è vicino al sensore di prossimità IR, è necessario che il LED sia spento. Quindi regoliamo il potenziometro in modo da rendere la tensione all'ingresso invertente più che non invertente. Quando un oggetto si avvicina al sensore di prossimità IR, la tensione al fotodiodo aumenta e ad un certo punto la tensione all'ingresso non invertente diventa più dell'ingresso invertente, che fa sì che OpAmp accenda il LED. Allo stesso modo, quando l'oggetto si allontana dal sensore di prossimità IR, la tensione all'ingresso non invertente si riduce e ad un certo punto diventa inferiore all'ingresso invertente, il che fa sì che OpAmp si spenga il LED.

Passaggio 4: diagramma del circuito

Passaggio 5: guida alla risoluzione dei problemi

1. Ricontrollare tutti i collegamenti facendo riferimento allo schema elettrico.2. Controllare se i LED funzionano correttamente. (Le fotocamere digitali possono rilevare la luce a infrarossi, quindi è possibile verificare se il LED a infrarossi funziona utilizzando qualsiasi fotocamera digitale) 3. Il fotodiodo IR utilizzato in questo video è bianco e il LED IR è nero. Ma nel tuo caso può essere anche il contrario. È possibile determinare quale è il LED/foto-diodo collegando separatamente sia il diodo che la coppia di foto-diodo all'alimentazione (tramite un resistore da 220) e vedere quale si illumina utilizzando una fotocamera digitale.4. In una posizione estrema del manopola del potenziometro, il LED dovrebbe essere spento e nell'altra posizione estrema il LED dovrebbe essere acceso. Ora puoi iniziare a ruotare la manopola del potenziometro dalla posizione estrema in cui il LED è acceso, finché il LED non si spegne. Ora il sensore di prossimità IR dovrebbe funzionare correttamente.