Einen Näherungssensor herstellen – wikiHow

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Ein Tutorial zum Herstellen einer Infrarot (IR)-Näherungssensorschaltung zusammen mit einer detaillierten Erklärung zur Funktionsweise der Schaltung. Die Empfindlichkeit oder der Erfassungsbereich kann auch durch Einstellen des Potentiometers gesteuert werden.

Schritt 1: Video-Tutorial

Schritt 2: Erforderliche Komponenten

1. LM 358 IC2.1 Infrarot-LED-Fotodiodenpaar3. Widerstände: 470, 270R, 10K4. Potentiometer: 10K5.pcb oder Steckbrett6.9v Batterie und Clip7.led8.buzzer9.ic Basis

Schritt 3: Erklärung der Funktionsweise der Schaltung:

Die Sensorkomponente in dieser Schaltung ist eine IR-Fotodiode. Je mehr Infrarotlicht auf die IR-Fotodiode fällt, desto mehr Strom fließt durch sie. (Energie von IR-Wellen wird von Elektronen am p-n-Übergang der IR-Fotodiode absorbiert, wodurch Strom fließt) Dieser Strom, wenn er durch den 10k-Widerstand fließt, verursacht eine Potentialdifferenz (Spannung). Die Größe dieser Spannung ist durch das Ohmsche Gesetz V=IR gegeben. Da der Widerstandswert konstant ist, ist die Spannung am Widerstand direkt proportional zur Größe des fließenden Stroms, der wiederum direkt proportional zur Menge der auf die IR-Fotodiode einfallenden Infrarotwellen ist. Wenn also ein Objekt gebracht wird näher an der IR-LED, Fotodioden-Paar, die Menge der IR-Strahlen von IR-LED, die reflektiert und auf die IR-Fotodiode fallen, nimmt zu und daher steigt die Spannung am Widerstand (aus dem Abzug im vorherigen Absatz). Wir vergleichen diese Spannungsänderung (näher am Objekt, mehr ist die Spannung am 10K-Widerstand / IR-Photodiode) mit einer festen Referenzspannung (Erzeugt mit einem Potentiometer). Hier wird LM358 IC (A Comparator / OpAmp) zum Vergleichen der Sensor- und Referenzspannungen verwendet. Der positive Anschluss der Fotodiode (dies ist der Punkt, an dem sich die Spannung proportional zur Objektentfernung ändert) ist mit dem nicht invertierenden Eingang des OpAmp verbunden und die Referenzspannung ist mit dem invertierenden Eingang des OpAmp verbunden. Der OpAmp funktioniert so, dass immer, wenn die Spannung am nicht invertierenden Eingang mehr als die Spannung am invertierenden Eingang ist, wird der Ausgang eingeschaltet. Wenn sich kein Objekt in der Nähe des IR-Näherungssensors befindet, müssen wir die LED ausschalten. Also stellen wir das Potentiometer so ein, dass die Spannung am invertierenden Eingang höher als am nicht invertierenden ist. Wenn sich ein Objekt dem IR-Näherungssensor nähert, steigt die Spannung an der Fotodiode und irgendwann wird die Spannung am nicht invertierenden Eingang größer als der invertierende Eingang, wodurch OpAmp die LED einschaltet. Wenn sich das Objekt weiter vom IR-Näherungssensor entfernt, verringert sich die Spannung am nicht invertierenden Eingang und wird irgendwann kleiner als der invertierende Eingang, wodurch OpAmp ausgeschaltet wird die LED.

Schritt 4: Schaltplan

Schritt 5: Anleitung zur Fehlerbehebung

1. Überprüfen Sie alle Verbindungen anhand des Schaltplans.2. Überprüfen Sie, ob die LEDs richtig funktionieren. (Digitalkameras können Infrarotlicht erkennen, sodass Sie mit einer Digitalkamera überprüfen können, ob die Infrarot-LED funktioniert.) 3. Die in diesem Video verwendete IR-Fotodiode ist weiß und die IR-LED ist schwarz. Aber es kann in Ihrem Fall auch anders sein. Sie können feststellen, welche LED / Fotodiode ist, indem Sie sowohl das Dioden- als auch das Fotodiodenpaar separat an die Stromversorgung anschließen (über einen 220-Widerstand) und mit einer Digitalkamera sehen, welche davon leuchtet Drehknopf des Potentiometers sollte die LED aus sein und an der anderen äußersten Position sollte die LED an sein. Jetzt können Sie beginnen, den Drehknopf des Potentiometers von der äußersten Position, in der die LED leuchtet, zu drehen, bis die LED gerade erlischt. Jetzt sollte der IR-Näherungssensor ordnungsgemäß funktionieren.