Infrarot-Näherungssensor mit LM358 - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Dies ist eine Anleitung zur Herstellung eines IR-Näherungssensors

Schritt 1: Sehen Sie sich das Video an

Bevor wir fortfahren, empfehle ich Ihnen, sich zuerst das vollständige Video anzusehen. Dort finden Sie den vollständigen Prozess zur Herstellung dieser einfachen Schaltung auf einem Steckbrett. Besuchen Sie meinen Kanal 'ElectroMaker' Für weitere Informationen.

Schritt 2: Schauen Sie sich den Schaltplan an

Schritt 3: Bestellen Sie die benötigten Teile

IC1- Jeder OP-Amp-IC funktioniert wie LM324, LM358, CA3130 usw. (Wir verwenden ihn als Komparator)

R1- 100K‎Ω Potentiometer/ Variabler Widerstand

R2- 100‎Ω - 1K‎Ω

R3- 10K‎Ω

L1- Infrarot-LED (IR-LED) (IR-Sender)

L2- Infrarot-Empfänger (IR-Fotodiode) (IR-Sensor)

L3- Normale LED (Jede Farbe, Farbe spielt keine Rolle)

B1- 6 bis 12 Volt DC

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Schritt 4: Wie funktioniert diese Schaltung?

Nun, unser Ziel in dieser Schaltung ist es, eine LED oder einen Summer aufleuchten zu lassen, wenn sich ein Hindernis dem Sensor nähert. Daher haben wir zuerst eine Infrarot-Fotodiode, deren Minuspol mit der Plusschiene und der Pluspol mit der Minusschiene verbunden ist Über einen 10K‎Ω Widerstand. Immer wenn Infrarotlicht auf die Fotodiode fällt, wird eine kleine Strommenge erzeugt, die irgendwo im Mikroampere-Bereich sehr geringer ist. Dann brauchen wir Infrarotlicht, oder? Wir haben also ein Infrarot mit einem Strombegrenzungswiderstand verwendet, um uns Infrarotlicht zu liefern. Wenn also ein Hindernis oder ein Objekt in die Nähe des Infrarotlichts kommt, trifft das Infrarotlicht auf das Objekt oder Hindernis, das sich vor der Infrarot-LED befindet und reflektiert zurück zur Infrarot-Fotodiode, die ihn dann in eine bestimmte Strommenge (im Mikroampere-Bereich) umwandelt und da wir einen 10K‎Ω-Widerstand vom positiven Anschluss der Fotodiode zu GND haben, wird der kleine Strom in Spannung umgewandelt berechnet nach dem Ohmschen Gesetz (V = IR), wobei R konstant 10 K‎Ω ist und I welcher Strom sich mit der Menge des darauf fallenden Infrarotlichts ändert. Nehmen wir an, wenn der Abstand b / w IR-LED und das Hindernis 2 cm beträgt, beträgt der von der Fotodiode erzeugte Strom 200 Mikroampere (nicht der genaue Wert, er kann unterschiedlich sein), sodass die Spannung 0,0002 Ampere (200 Mikroampere) beträgt) * 10000Ω (10KΩ) = 2 Volt. Je mehr Infrarotlicht fällt, desto höher ist der von der Fotodiode erzeugte Strom und das bedeutet höher die Spannung am Pluspol der Fotodiode und umgekehrt. Dann haben wir ein Potentiometer / einen variablen Widerstand, der als Spannungsteiler fungiert. Die Formel zur Berechnung von Vout = (Rbottom / Rbottom + Rtop * Vin), wenn also das Potentiometer mehr in Richtung GND (negative Schiene) liegt, was auch bedeutet, dass der Widerstand gegenüber Vcc (positive Schiene) höher ist als der von GND, dann die Spannung am mittleren Pin des Potentiometers (Vout) wird hoch und umgekehrt. Das heißt, wir können unsere Ausgangsspannung von 0 bis 9 Volt variieren (das Maximum ist unsere Eingangsspannung selbst). Jetzt haben wir zwei Spannungen, eine von der Fotodiode und eine andere vom variablen Widerstand (Potentiometer). Wie können wir diese beiden Spannungen verwenden, um eine LED auszulösen? Der beste Weg ist, diese beiden unterschiedlichen Spannungen zu vergleichen. Und wir werden dies tun, indem wir eine Komponente namens 'Comparator' verwenden, die nur ein Operationsverstärker ohne Rückkopplung ist. Einfach ausgedrückt: Wenn die Spannung am nicht invertierenden Eingang (einer mit + gekennzeichnet) höher ist als die Spannung am invertierenden Eingang (einer mit - gekennzeichnet), wird der Ausgang hoch (positive Ausgangsspannung) und umgekehrt. Also verbinden wir den mittleren Pin des Potentiometers (einstellbare Ausgangsspannung) invertierender Eingang (Pin 2 des von uns verwendeten LM358) und den positiven Anschluss der Fotodiode (Spannung hängt vom Infrarotlicht ab) mit dem nicht invertierenden Eingang (Pin 3) Wenn also die Spannung an Pin 3 höher wird als an Pin 2, wird Pin 1 (Ausgang des Komparators) hoch (Die Ausgangsspannung ist Ihre Eingangsspannung selbst + kleiner Spannungsverlust, der winzig und kaum wahrnehmbar ist, und wenn Pin 2 höher als Pin3 ist, wird der Ausgang Low (0V) Jetzt wissen Sie, warum wir dieses Potentiometer als Empfindlichkeitsregler bezeichnen. Wenn Sie Zweifel an etwas haben, können Sie uns gerne im Kommentarbereich unserer Videos fragen.

Schritt 5: Anleitung zur Fehlerbehebung

Wenn Ihre Schaltung nicht funktioniert, führen Sie die folgenden Schritte aus. Wenn es nicht hilft, fragen Sie uns gerne im Kommentarbereich unserer Videos.

1. Überprüfen Sie den IC (OP-AMP) (KOMPARATOR)

2. Stellen Sie sicher, dass Sie die Pins des Komparators richtig angeschlossen haben

3. Stellen Sie sicher, dass andere Verbindungen in Ordnung sind

4. Stellen Sie sicher, dass Ihre Photodiode in Ordnung ist, versuchen Sie es mit einer anderen

5. Stellen Sie sicher, dass Ihre IR-LED in Ordnung ist, indem Sie sie zusammen mit einem 1K OHM-Serienwiderstand an eine beliebige Batterie anschließen und durch eine Digitalkamera sehen (sie sieht rosa aus und ist mit bloßem Auge nicht sichtbar).

6. Stellen Sie sicher, dass Ihr Potentiometer richtig angeschlossen ist

7. Wenn Ihre LED ODER SUMMER blinkt oder kontinuierlich ertönt, drehen Sie Ihr Potentiometer mehr in Richtung positive Stromversorgung

8. Stellen Sie sicher, dass Ihr Netzteil richtig angeschlossen ist. Ihr Stromkreis kann beschädigt werden, indem er hohen Spannungen oder umgekehrten Polaritäten ausgesetzt wird.