Introduktion till IR -kretsar: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:35

IR är en komplex teknik men ändå mycket enkel att arbeta med. Till skillnad från lysdioder eller LASER kan infraröd inte ses med det mänskliga ögat. I denna instruktionsbok kommer jag att visa användningen av infraröd genom 3 olika kretsar.

Kretsarna kommer inte att använda IR -mottagare eller mikrokontroller, istället kommer de att använda en fotodiod för att detektera IR -signalen eftersom den är enklare.

Steg 1: Grundläggande IR och fotodiod

De tre projekten är alla beroende av IR -LED och fotodiod. IR -lysdioden avger infraröd strålning i alla riktningar, fotodioden placeras bredvid den, så om ett föremål kommer för nära det kommer det att reflektera den infraröda strålningen till fotodioden, fotodioden förvandlar infrarödet som det absorberade till en signal, signalen sedan kan aktivera andra saker. Observera att diagrammet ovan har en svart IR -LED och en transparent fotodiod, detta är inte särskilt vanligt eftersom det vanligtvis är tvärtom, men följande 3 projekt använder normal typ av IR -par (IR LED: transparent, fotodiod: svart/mörk lila). Diodernas färger spelar ingen roll utan se bara till att du kommer ihåg vilken som är vilken.

Viktiga saker att notera (läs följande):

IR -LED: Den infraröda lysdioden avger IR -strålning, vi kan inte se strålningen eftersom den innehåller lägre frekvens än synligt ljus, människor kan bara detektera infraröd som värme (så IR -LED: n kan bli lite varm, det är normalt) och strålningen är inte skadligt eftersom det bara är värme.

Fotodiod: Fotodioden är som en LED men den ger inte ut ljus, istället är den en ljussensor (som en LDR men inte riktigt). Fotodioden kan komma i många former: den ser vanligtvis ut som en svart lysdiod men den kan också vara transparent (där den inte blandas med andra lysdioder). Fotodioden är ansluten annorlunda än normala lysdioder, i stället för Vcc till LED -anoden är det Vcc till fotoden på katoden (som hur du ansluter batterier).

När du köper IR -lysdioder och fotodioder, försök att köpa dem i par eftersom IR -lysdioden ibland inte fungerar med fotodioden.

Steg 2: IR -krets 1

Den första IR -kretsen visar bara hur paret (IR LED och fotodiod) fungerar. Genom att använda en transistor kan vi förvandla smutsig analog från fotodioden till ren analog som utgångs -LED: n gillar bättre. Kretsen är mycket enkel, allt den behöver är:

Motstånd: 2x 220ohm (eller liknande), 1x 10k

Diod: 1x IR LED, 1x Generisk LED, 1x fotodiod

Transistor: 1x BC547 (eller motsvarande NPN -transistor t.ex. 2n2222A)

En 5v strömkälla (USB är bra), bygelkablar och en brödbräda.

Steg 3: IR -krets 1 -test

Innan du avslutar kretsen, se till att IR -lysdioden och fotodioden är placerade bredvid varandra.

När kretsen är klar testar du sensorn genom att sväva ett föremål eller ett finger cirka 5 cm ovanför de två dioderna och sedan långsamt flytta objektet/fingret mot dioderna tills du rör dem båda. Den generiska lysdioden ska lysa mer ju närmare du kommer, detta beror på att objektet reflekterar mer infrarött in i fotodioden.

Om detta inte händer, kontrollera att du har satt in fotodioden korrekt, kontrollera dina trådanslutningar, kontrollera din strömkälla, om inget av detta hjälper kan problemet ha uppstått mellan IR -lysdioden och fotodioden (du bör köpa nya eller prova ett annat par).

Se till att du inte kör kretsen under solen eller mycket starkt ljus eftersom det kommer att förvirra fotodioden.

Steg 4: IR -krets 2

Nu förstår du hur IR -lysdioden och fotodioden fungerar tillsammans som en sensor, vi ska förvandla den föregående kretsen till en larmkrets. Denna krets kommer att använda en OP -förstärkare för att förstärka fotodiodens signal, en summer är ansluten till utgången på OP -förstärkaren men som kan modifieras och ersättas med en annan komponent/krets.

Denna krets kommer att behöva:

Motstånd: 1x 220 (eller liknande), 1x 10k

Potentiometer: 1x 10k

Diod: 1x IR LED, 1x fotodiod

IC -chip: 1x LM358

Andra: 1x summer eller ersätt den med din egen krets.

5v strömförsörjning (USB är bra), brödbräda, bygelkablar.

Steg 5: IR -krets 2 -test

Kom ihåg att de två dioderna måste ligga bredvid varandra som den sista kretsen. För att testa kretsen, flytta ett objekt eller din hand ovanför de två dioderna, detta bör utlösa larmet. Du kan också justera fotodiodens känslighet genom att vrida på potentiometern, det kommer att finnas en punkt när larmet alltid kommer att vara på, det beror på att fotodioden är så känslig för IR att den detekterar den från atmosfären runt den. Det är inte möjligt för mig att visa kretsen som fungerar på bilden ovan men tänk dig att du kan höra ljudet från summern.

Använd inte kretsen under solen eller mycket starkt ljus eftersom det kan förvirra fotodioden.

Upprepa steg 3 för att felsöka.

Steg 6: IR -krets 3

I denna krets aktiverar vi en lysdiod (eller någon utgång) utan att trycka på en knapp. Den här gången kommer två par IR -lysdioder och fotodioder att användas. I stället för att använda en OP -förstärkare kommer vi att använda en 555 -timer för enkelhetens skull. Vi kommer också att ta tillbaka transistorerna för utjämning av den analoga signalen.

Denna krets kommer att kräva:

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

Kondensator: 1x 10nf

Diod: 2x IR LED, 2x fotodiod, 1x generisk LED

Transistor: BC547 (eller motsvarande)

IC -chip: 1x 555 timer

5v strömförsörjning (USB är bra), brödbräda, bygelkablar

Se till att de två par dioderna har avstånd mellan dem så att de inte stör varandra. Se också till att du kopplar ihop rätt dioder.

Steg 7: IR -krets 3 -test

Kretsen består av två par dioder, en slår på utgången, den andra stänger av den. Du måste först ta reda på vilket par dioder som styr vad. När du väl har gjort det kan du slå på utgången genom att föra ett objekt över ett par dioder. Utgången förblir på även efter att du har tagit bort ditt föremål från sensorn, utgången stängs bara av om du för ett objekt över den andra sensorn, den stannar sedan tills du upprepar denna process.

Återigen, använd inte under solljus.

Steg 8: Mer IR -saker

Det finns en mycket större värld för IR -kretsar, det är inte särskilt komplicerat men är ganska fascinerande. I stället för IR -lysdioder och fotodioder skulle bättre kretsar bestå av IR -fjärrkontroller och IR -mottagare, dessa enheter kan täcka mycket mer räckvidd och kan också överföra mer information.

Skulle det finnas några frågor är du välkommen att fråga.