חיישן קירבה IR הוא מכשיר המזהה נוכחות של אובייקט או אדם כאשר הוא נמצא בטווח קבוע מראש מהחיישן, דרך קורות אינפרא אדום מוחזרות.

שלושה מוסרים שימושיים של חיישני קירבה מוסברים כאן, הרעיון הראשון מבוסס על LM358 אופמטי רגיל, השני באמצעות IC LM567 המתפקד עם עקרון לולאה נעולה שלב המבטיח תגובה מדויקת מאוד לזיהוי. המעגל השלישי עובד באמצעות IC 555 בכל מקום. בואו נלמד כל אחד מהם עם הסבר שלב אחר שלב.

סקירה כללית

יש רשימה ארוכה של חיישנים הזמינים בשוק כיום.

חיישן אחד כזה הוא חיישן קירבה.

בפוסט זה אנו עומדים לפרוש כיצד עובד חיישן קירבה ומה מספקים את הידע הדרוש להפיכת פרויקט זה לבית. כפי שהשם מרמז, היחידה מגלה האם אובייקט נמצא בקרבתו או רחוק ממנו. ניתן לעצב אותם בדרכים שונות.

אבל, השיטה הנפוצה ביותר היא השיטה בהתבסס על קרני INFRARED ו- OPAMP. ניתן לראות כמה שימושים נפוצים במכשיר זה בטלפונים סלולריים, מערכות שטיפה אוטומטיות, ברזים אוטומטיים, מייבשי כף יד ורובוטים שלא נופלים לעולם.

רכיבים נדרשים

1. IR הוביל : כל לד פולט קרינה אלקטרומגנטית כלשהי כאשר הוא מופעל. מניסיוננו הביתי הכרנו נוריות הפולטות אור גלוי.

אבל, יש גם כמה נוריות מיוחדות הפולטות קרני אינפרא אדום. בדיוק כמו שיכולים להיות מובילים לעין בצבעים שונים, גם ה- IR LED פולט קרניים באורכי גל שונים. קרני אינפרא אדומות יכולות להיות באורכי גל משתנים ויכולות לתפוס כל ערך השייך לרצועת הגל שלהן.

לכן, חשוב מאוד כי פוטודיודה ה- IR המשמשת חייבת להיות מסוגלת לזהות את אורך הגל המסוים של INFRA RED שניתן על ידי ה- IR המוביל.

שתיים. צילום IR : זהו סוג מיוחד של דיודות אשר מחובר בהטיה הפוכה לזיהוי קרני IR . בהיעדר קרינת IR יש לו עמידות גבוהה מאוד ועובר דרכו כמעט אפס זרם.

אך כאשר קרני ה- IR נופלות עליו, עמידותו פוחתת ומותר לזרם ביחס לעוצמת הקרינה.

מאפיין זה של פוטודיודה משמש ליצירת אות חשמלי בחיישן קרבה בשכיחות קרני IR.

3. מגבר אופ (IC LM358) : מגבר אופ או מגבר תפעולי הוא מכשיר רב-תכליתי ומוערך מאוד בעולם האלקטרוניקה.

בפרויקט זה מגבר אופ משמש כמשווה. ל- LM358 IC שני מגברים אופניים, כלומר אנו יכולים ליצור שני גלאי קירבה באמצעות IC אחד בלבד. הסיבה להשתמש במגבר אופטי במעגל היא להמיר אות אנלוגי לאות דיגיטלי.

מגבר אופ או מגבר תפעולי הוא מכשיר רב תכליתי

ארבע. מוגדר מראש : Preset הוא בעצם נגד בעל שלושה מסופים.

תפקידה של קביעה מוגדרת מראש הוא לחלק את המתח הכולל הזמין באופן בו המשתמש יכול לגשת לשבריר ממנו. עלינו רק להגדיר את המסוף האמצעי למיקום מתאים.

הקביעה המוגדרת מראש קובעת את מתח הסף שמעליו יש לייצר את מתח המוצא. ניתן לכוון אותו באופן ידני להתנגדות מכל ערך על ידי סיבוב ראשו באמצעות מברג מתאים.

5. אדום הוביל : השתמשתי בהוביל אדום לפרויקט שלי, אך באופן כללי ניתן להשתמש בהוביל בכל צבע. זה משמש כאות חזותי להראות שהמכשול התקרב מספיק.

6. נגדים : שני 220 אוהם ואו 10k אחד.

7. ספק כוח : 5 v עד 6 v.

איך זה עובד

העיקרון שמסתתר מאחורי העבודה של חיישן קירבה הוא פשוט למדי. למושג טיפוסי שני נוריות מקבילות זו לזו - נורית פולטת IR ופוטודיודה.

הם פועלים כצמד משדר ומקלט. כאשר מכשול מגיע מול קרני פולטות, הם מוחזרים לאחור ויורטים על ידי המקלט.

בהתאם לתכונות הפוטו-דיודה, קרני ה- IR המ יורטות מקטינות את התנגדות הפוטודיודה והנוצר האות החשמלי שנוצר. אות זה בפועל הוא המתח על פני הנגד 10k המוזן ישירות לקצה המגבר הלא-הפוך.

תפקיד המגבר הוא להשוות בין שתי התשומות שניתנו לו.

האות מהפוטודיודה ניתן לסיכה שאינה הופכת (סיכה 3) ומתח הסף מפוטנציומטר ניתן לסיכה ההפוכה (סיכה 2). אם המתח בסיכה שאינה הופכת גדול מהמתח במתח היפוך סיכה תפוקת המגבר היא גבוהה אחרת התפוקה נמוכה.

בסך הכל, מגבר אופ ממיר אות אנלוגי לאות דיגיטלי במעגל זה.

תפוקות:

ניתן להשתמש בפלט החיישן בשתי צורות: ANALOG ו- DIGITAL.

הפלט הדיגיטלי הוא בצורה של גבוהה או נמוכה. ניתן להשתמש באות פלט דיגיטלי של חיישן קירבה כדי לעצור את התנועה של רובוט המונע מכשולים. ברגע שהמכשול מתקרב מספיק, ניתן להזין אות ישירות לסיכות הכניסה של נהג המנוע כדי לעצור את המנועים.

פלט אנלוגי הוא טווח רציף של ערכים מאפס לערך סופי כלשהו. לא ניתן לתת אות כזה ישירות לנהגי מנוע ומכשירי מיתוג אחרים. ראשית עליהם לעבד אותם על ידי המיקרו-בקרים ולהמירם לצורה דיגיטלית באמצעות ADC וקידוד כלשהו. טופס פלט זה דורש מיקרו-בקר נוסף אך מבטל את השימוש במגבר.

מעגל מלא Digaram

עדכן מ מנהל

עיצוב המעגלים הנ'ל יכול להיות בנוי גם באמצעות IC 741 אופמפ יחיד רגיל, כמוצג להלן:

סרטון וידאו

2) מעגל גלאי קירבה מדויק (חסין לאור השמש)

ההודעה הבאה מסבירה מעגל גלאי קרבה מבוסס אינפרא אדום (IR) מדויק המשלב את IC LM567 להבטחת פעולות אמינות ובטוחות. מעגל זה חסין מפני אור השמש או כל אור סביבתי אחר, ולא יושפע, עד שהאותות המוחזרים המכוונים מתקבלים על ידי החיישן. העיצוב עובד גם כגלאי מכשולים.

קונספט המעגל

מצאתי את העיצוב הזה ברשת כשחיפשתי מעגל חיישני קירבה מדויק ואמין אך זול.

ניתן להבין את המעגל בעזרת התיאור הבא:

בהתייחס למעגל גלאי תנועה אינפרא אדום (IR) המוצג להלן, אנו רואים את התכנון המורכב משני שלבים עיקריים, האחד כולל את IC LM567 ואילו השני עם IC555.

בעיקרון ה IC LM567 הופך ללב המעגל המבצע אך ורק את פונקציות ההפקה / העברה של תדר ה- IR וגם גילוי אותו.

יתר על כן ל- IC יש מעגל לולאות נעול פנימי שהופך אותו לאמין מאוד עם יישומי איתור תדרים.

המשמעות היא שברגע שהוא קורא וננעל לתדר מסוים, תכונת הזיהוי שלו ננעלת בתדר זה ולכן כל הפרעה תועה אחרת לא משנה כמה חזקה היא עשויה לא להשפיע או לשקשק את תפקודה.

מבצע מעגל

תדר מתנד פנימי הנקבע על ידי R3, C2 מזין את דיודת ה- IR D274 באמצעות שלב מבוקר זרם המורכב T1, R2. תדר זה קובע את תדר המרכזי של השבב.

בתנאים שלמעלה IC נקבע ומרוכז בתדר שלמעלה ויוצר שיא קבוע בסיכת הפלט שלו # 8.

סיכת קלט מס '3 של ה- IC ממתינה לקבלת תדר שעשוי להיות שווה בדיוק לתדר ה'מרכז' שלמעלה.

מקלט ה- IR או החיישן המחובר על פינה מספר 3 של ה- IC ממוקמים בדיוק למטרה זו.

ברגע שקרן ה- IR מה- LD274 מוצאת מכשול, הקורה שלה משתקפת ונופלת על דיודת הגלאי הממוקמת כראוי BP104.

תדר ה- IR מ- LD274 עובר כעת לסיכת הקלט מספר 3 של ה- IC, מכיוון שתדר זה יהיה זהה לתדר המרכזי שנקבע של ה- IC, ה- IC מזהה זאת ועובר מיידית את תפוקתו מגבוה ל- LOW.

הטריגר הנמוך לעיל בסיכה מס '2 של IC 555 שמוגדר כחדר מונו בתורו מחליף את תפוקתו גבוה, וגורם לאזעקה המחוברת לפוצץ.

התנאי הנ'ל נמשך כל עוד ההפרעה מחיישן ה- IR / הגלאי נשארת ומאפשרת לקרני השתקפות. עם הכללת R9 ו- C5, הפלט של IC555 מציג מצב עיכוב מסוים עבור הזמזם המחובר גם לאחר שהתנועה או המכשול מתרחק.

לצורך התאמת אפקט העיכוב, ניתן לשנות את R9 ו- C5 בהתאם להעדפה.

המעגל שהוסבר לעיל עשוי לשמש גם כמעגל גלאי קירבה ומעגל גלאי מכשולים.

תרשים מעגלים

מעגל גלאי קירבה מדויק באמצעות LM567 באמצעות תכונת לולאה נעולה שלב

מעגל מבחן

מעגל הבדיקה הבא מראה כיצד לוודא את התוצאות מתכנון בסיסי מבוסס LM567 IR. ניתן לראות את הסכמה למטה:

כפי שאתה יכול לראות, רק שלב LM567 משולב בתכנון ואילו שלב IC 555 בוטל על מנת להקל על הליכי הבדיקה הבסיסיים.

כאן הנורית האדומה בסיכה 8 של ה- IC נדלקת ונשארת מוארה כל עוד נוריות ה- IR מוחזקות מקבילות זו לזו במרחק של מטר אחד.

אם תנסה להחליף את נורית ה- LED המשדר האדומה Tx במקור חיצוני אחר בעל תדר שונה, ה- LM567 מפסיק לזהות את האותות והנורית האדומה תפסיק לזרוח.

דיודות הצילום אינן מכריעות, ניתן להשתמש בכל דיודות צילום דומות או רגילות עבור נוריות המשדר והמקלט.

סרטון וידיאו להגדרת הבדיקה לעיל:

3) עוד עיצוב חיישני קירבה מבוססי IC 567

בדיוק כמו לעיל, התכונה יוצאת הדופן ביחס למעגל זה היא שאי אפשר להפעיל או לקשקש על ידי קרינת IR ישירה, אלא רק קרינת IR המשתקפת הפוגעת בגלאי תפעיל את המעגל.

במרכז המעגל נמצא מפענח 567 טון בודד (U1) המבצע פונקציונליות תאומה: הוא פועל גם כנהג משדר IR בסיסי וגם כמקלט. הקבל C1 והנגד R2 משמשים לתיקון תדר המתנד הפנימי של U1 לסביבות 1 קילוהרץ.

תפוקת הגל המרובע מ- U1 בסיכה 5 מוחלת על בסיס Q1. טרנזיסטור Q1 מוגדר כמגבר פולט-עוקב, המחבר דופק 20-mA על האנודה LED2.

טרנזיסטור Q3 קולט את פלט ה- IR מ- LED2 ומכוון את השידור ל- Q2 להגברה נוספת. בעקבות ההגברה על ידי Q2, האות מוחל חזרה על הקלט של U1 בסיכה 3, מה שמביא לסיכה 8 להיות נמוכה, ומפעיל את נורית ה- 1.

במידת הצורך, ניתן להחליף את LED1 במצמד אופטי כדי להחליף כמעט כל מטען המופעל על ידי זרם חילופין. מכיוון שהמעגל מאוד פשוט, כמעט כל תוכנית עיצוב תפעל.

יש להתקין את פולט ה- IR (LED1) ואת הפוטוטרנזיסטור (03) בערך סנטימטרים מופרדים בתוך מיקום זה לצד זה ולהתמקד באותו מסלול בדיוק.

יתכן ויהיה צורך לבדוק את נקודת מבט הריווח והתקנה של זוג התקני IR כדי להבין את המיקום המושלם לכל טווח שהוקצה בין הגלאי לפולט.

ככלל אצבע, פער של אינץ 'בין צמד פולט ה- IR / גלאי מאפשר למעגל הקרבה לגלות יעד במרחק של כמחצית עד אינץ' זה מזה. מטרות מוצלות בהירות יותר משקפות הרבה יותר טוב ויכולות לבצע מרחקים מוגדלים מאלו שנוצרו מאלמנטים עמוקים יותר. כל עוד חיישן הקרבה קולט את אותות ה- IR המכוונים, המעגל הנשלט ממשיך להיות מופעל, וברגע שהאות נעלם, הפלט נכבה.

4) גלאי קירבה באמצעות מעגל IC 555

בתכנון שלישי זה אנו דוחים מעגל גלאי קירבה מבוסס IC 555 פשוט אשר יכול לשמש לגילוי הסגת גבול אנושית מרחוק.

“סוגי תצוגות קריסטל נוזלי ”

מבצע מעגל

גלאי קירבה אינפרא אדום יכול להיחשב כאחד המעגלים החשובים והנפוצים ביותר בתחום יישומי האוטומציה האלקטרונית.

אנו בדרך כלל רואים שהוא משמש במכונות מים אוטומטיות, ביחידות מייבשי יד אוטומטיות וכמה גרסאות ספציפיות ניתן לראות בדלתות האוטומטיות של חנויות הכלבו.

עקרון עבודה של מעגל גלאי הקרבה המוצע באמצעות IC 555

בתכנון דור של פרצים מהירים של פעימות מתח שיא מה- IC LM555 מיושם בקצב תדרים נמוך יחסית, המועבר באמצעות נורית האינפרא אדום כזרמי קרני IR.

פעימות משודרות אלה ממוקדות לעבר האזור הנדרש לניטור, ומשתקפות לאחור כאשר מתגלה נושא או פולש מעל דיודת פוטו טרנזיסטור הממוקמת אסטרטגית לקבלת אותות משתקפים אלה ..

ברגע שזה קורה האותות שהתקבלו עוברים עיבוד על מנת לאפשר מנגנון ממסר מחובר ובהמשך להתפעל מכשיר אזעקה.

לבדיקת היישום לעיל ניתן להציג אובייקט על פני אזור קרני ה- IR ולבדוק את התגובה על ידי ניטור פעולת הממסר, כגון על ידי הזזת יד באזור הממוקד, במרחק של כמטר אחד.

כאשר האותות המשתקפים פוגעים בפוטו-טרנזיסטור, הוא מפתח הפרש פוטנציאלי על פני הסיר 1M (מתכוונן) ומפעיל את שלב דרלינגטון המשויך, אשר בתורו מפעיל את השלב הימני 555 המוגדר כמעגל מונוסטבי.

הממסר מופעל בתגובה לכך ונשאר פועל בהתאם לעיכוב הזמן שנקבע מראש שנקבע על ידי 1M וקבל 10UF.