Bir IR yakınlık sensörü, bir nesnenin veya bir insanın varlığını, sensörden önceden belirlenmiş bir aralık içinde olduğunda, yansıyan kızılötesi ışınlar yoluyla algılayan bir cihazdır.

Burada üç kullanışlı yakınlık sensörü kavramı açıklanmaktadır, birinci konsept sıradan bir opamp LM358'e dayanır, ikincisi ise algılama için çok doğru yanıt sağlayan faz kilitli döngü prensibi ile çalışan IC LM567'yi kullanır. Üçüncü devre, her yerde bulunan IC 555'i kullanarak çalışır. Her birini adım adım açıklamayla öğrenelim.

Genel Bakış

Var uzun sensör listesi bugün piyasada mevcut.

Böyle bir sensör yakınlık sensörüdür.

Bu yazıda, bir yakınlık sensörünün nasıl çalıştığını ve bu projeyi evde yapmak için gerekli bilgiyi neyin sağladığını çözmek üzereyiz. Adından da anlaşılacağı gibi, ünite bir nesnenin yakınında mı yoksa uzakta mı olduğunu algılar. Farklı şekillerde tasarlanabilirler.

Ancak en yaygın yöntem, INFRARED ışınlarına dayalı ve OPAMP. Bu cihazın bazı yaygın kullanımları cep telefonlarında, otomatik yıkama sistemlerinde, otomatik musluklarda, el kurutma makinelerinde ve asla düşmeyen robotlarda görülebilir.

Gerekli Bileşenler

1. IR led : Her led, çalıştırıldığında bir çeşit elektromanyetik radyasyon yayar. Ev deneyimlerimizden, görünür ışık yayan ledleri biliyoruz.

Ancak kızıl ötesi ışınlar yayan bazı özel ledler de vardır. IR led de farklı renklerde görünür led olabileceği gibi farklı dalga boylarında ışınlar da yayar. Kızılötesi ışınlar çeşitli dalga boylarında olabilir ve dalga bantlarına ait herhangi bir değeri alabilir.

Bu nedenle, kullanılan IR fotodiyotunun, IR led tarafından verilen INFRA RED'in belirli dalga boyunu tespit edebilmesi çok önemlidir.

iki. IR FOTODI : Özel bir diyot türüdür IR ışınlarının tespiti için ters yönde bağlanan . IR radyasyonunun yokluğunda, çok yüksek bir dirence sahiptir ve pratik olarak sıfır akım içinden geçer.

Ancak IR ışınları üzerine düştüğünde direnci azalır ve radyasyonun yoğunluğuyla orantılı bir akımın içinden geçmesine izin verilir.

Fotodiyotun bu özelliği, yakınlık sensöründe IR ışınlarının insidansı üzerine bir elektrik sinyali oluşturmak için kullanılır.

3. Op-amp (IC LM358) : Op-amp veya operasyonel amplifikatör çok amaçlı bir ic'dir ve elektronik dünyasında oldukça saygı görür.

Bu projede karşılaştırıcı olarak op-amp kullanılmıştır. LM358 IC'nin iki op-amp'i vardır, bu da sadece bir IC kullanarak iki yakınlık dedektörü yapabileceğimiz anlamına gelir. Devrede op-amp kullanmanın nedeni, analog sinyali dijital sinyale dönüştürmektir.

Op-amp veya operasyonel amplifikatör, çok amaçlı bir ic

Dört. Ön ayar : Ön ayar, temelde üç terminale sahip bir dirençtir.

Bir ön ayarın işlevi, mevcut toplam voltajı kullanıcının bir kısmına erişebileceği şekilde bölmektir. Sadece orta terminali uygun bir konuma ayarlamamız gerekiyor.

Ön ayar, üzerinde çıkış voltajının üretilmesi gereken eşik voltajını ayarlar. Uygun bir tornavida ile başı döndürülerek her değerde dirence manuel olarak ayarlanabilir.

Ön ayar temelde üç terminale sahip bir dirençtir

5. Kırmızı led : Projem için kırmızı led kullandım ancak genel olarak her renkten led kullanılabilir. Engelin yeterince yaklaştığını göstermek için görsel bir sinyal görevi görür.

6. Dirençler : İki 220 ohm ve bir 10k ohm.

7. Güç kaynağı : 5 v ila 6v.

Nasıl çalışır

Bir yakınlık sensörünün çalışmasının ardında yatan prensip oldukça basittir. Tipik bir konseptte birbirine paralel iki led bulunur - IR yayan led ve bir fotodiyot.

Verici-alıcı çifti olarak hareket ederler. Yayıcı ışınların önüne bir engel geldiğinde, bunlar geri yansıtılır ve alıcı tarafından yakalanır.

Fotodiyotun özelliklerine göre, yakalanan IR ışınları fotodiyotun direncini azaltır ve sonuçta ortaya çıkan elektrik sinyali üretilir. Pratikte bu sinyal, op-amp'in ters çevirmeyen ucuna doğrudan beslenen 10k direnç üzerindeki voltajdır.

Op-amp'in işlevi, kendisine verilen iki girişi karşılaştırmaktır.

Fotodiyottan gelen sinyal ters çevirmeyen pime (pim 3) verilir ve potansiyometreden gelen eşik voltajı ters çevirici pime (pim 2) verilir. ters çevirme pini op-amp çıkışı yüksektir, aksi takdirde çıkış düşüktür.

Sonuç olarak, op-amp bu devrede analog sinyali dijital sinyale dönüştürür.

ÇIKTILAR:

Sensör çıkışı iki şekilde kullanılabilir: ANALOG ve DIGITAL.

Dijital çıkış, yüksek veya düşük şeklindedir. Bir yakınlık sensörünün dijital çıkış sinyali, engellerden kaçan bir robotun hareketini durdurmak için kullanılabilir. Engel yeterince yaklaşır yaklaşmaz, motorları durdurmak için doğrudan motor sürücüsünün giriş pinlerine sinyal beslenebilir.

Analog çıkış, sıfırdan bazı sonlu değere kadar sürekli bir değer aralığıdır. Bu tür bir sinyal doğrudan motor sürücülerine ve diğer anahtarlama cihazlarına verilemez. Öncelikle mikrodenetleyiciler tarafından işlenmeleri ve ADC ve bazı kodlamalarla dijital forma dönüştürülmesi gerekiyor. Bu çıktı formu ek bir mikro denetleyici gerektirir ancak op-amp kullanımını ortadan kaldırır.

Tam Devre Digaram

opamp kullanarak basit IR yakınlık sensörü devresi

UPDATE, Yönetici

Yukarıdaki devre tasarımı, aşağıda gösterildiği gibi sıradan bir tek opamp IC 741 kullanılarak da inşa edilebilir:

tek bir LM 741 kullanan basit yakınlık sensörü

Video klip

2) Doğru Yakınlık Dedektörü Devresi (Güneş Işığına Bağışıklık)

Aşağıdaki gönderi, güvenilir ve hatasız işlemler sağlamak için IC LM567'yi içeren hassas bir kızılötesi (IR) tabanlı yakınlık dedektörü devresini açıklamaktadır. Bu devre güneş ışığına veya diğer ortam ışığına karşı bağışıktır ve sensör tarafından ayarlanmış yansıyan sinyaller alınana kadar etkilenmez. Tasarım aynı zamanda bir engel detektörü olarak da çalışır.

Devre Konsepti

Doğru ve güvenilir ancak ucuz bir yakınlık sensörü devresi ararken bu tasarımı internette buldum.

Devre, aşağıdaki açıklama yardımı ile anlaşılabilir:

Aşağıda gösterilen kızılötesi (IR) hareket dedektör devresine bakarsak, biri IC LM567, diğeri IC555 olmak üzere iki ana aşamadan oluşan tasarımı görüyoruz.

Temelde IC LM567 IR frekansını üretme / iletme işlevlerini yalnızca yerine getiren ve aynı zamanda bunu algılayan devrenin kalbi haline gelir.

Dahası, IC, frekans algılama devre uygulamalarında oldukça güvenilir olmasını sağlayan dahili bir faz kilitli döngü devresine sahiptir.

Bu, belirli bir frekansı okuyup mandalladığında, algılama özelliği o frekansa kilitlenir ve bu nedenle, ne kadar güçlü olursa olsun, işlevini etkilemez veya sarsmaz.

Devre Çalışması

R3, C2 tarafından belirlenen bir dahili osilatör frekansı, T1, R2'den oluşan akım kontrollü bir aşama aracılığıyla IR diyot D274'ü besler. Bu frekans çipin merkez frekansına karar verir.

Yukarıdaki koşullar ile IC, çıkış pini # 8'de sabit bir yüksek üreten yukarıdaki frekansta ayarlanır ve ortalanır.

IC'nin giriş pini # 3, IC'nin yukarıdaki 'ortalanmış' frekansına tam olarak eşit olabilecek bir frekans almayı bekler.

IR alıcısı veya IC'nin 3 numaralı pinine bağlanan sensör, tam olarak bu amaç için konumlandırılmıştır.

LD274'ten gelen IR ışını bir engel bulur bulmaz, ışını yansıtılır ve uygun şekilde konumlandırılmış detektör diyot BP104 üzerine düşer.

LD274'ten gelen IR frekansı şimdi IC'nin giriş pini # 3'e geçer, çünkü bu frekans IC'nin ayarlı merkez frekansı ile tamamen aynı olacaktır, IC bunu tanır ve çıkışını anında yüksekten DÜŞÜK'e değiştirir.

IC 555'in tek kararlı olarak yapılandırılan pim # 2'sindeki yukarıdaki düşük tetik, çıkışını yüksek anahtarlayarak bağlı alarmın patlamasına neden olur.

Yukarıdaki durum, IR sensöründen / dedektöründen kaynaklanan kesinti kaldığı ve ışınların yansıtılmasına izin verdiği sürece devam eder. R9 ve C5'in dahil edilmesiyle, IC555'in çıkışı, hareket veya engel uzaklaştıktan sonra bile bağlı zil için belirli bir gecikme durumu sergiler.

Gecikme etkisini ayarlamak için R9 ve C5 tercihe göre ince ayar yapılabilir.

Yukarıda açıklanan devre aynı zamanda bir yakınlık detektör devresi ve engel detektör devresi olarak da kullanılabilir.

Devre şeması

Faz kilitli döngü özelliğini kullanan LM567 kullanan hassas yakınlık dedektörü devresi

Test Devresi

Aşağıdaki test devresi, temel bir LM567 IR tabanlı tasarımdan sonuçların nasıl doğrulanacağını gösterir. Şematik aşağıda görülebilir:

LM567 yakınlık hedeflerini nasıl saptar?

Gördüğünüz gibi, tasarıma yalnızca LM567 aşaması dahil edilirken, temel test prosedürlerini daha basit tutmak için IC 555 aşaması kaldırılmıştır.

Burada, IC'nin 8 numaralı pimindeki kırmızı LED yanar ve IR LED'leri 1 fitlik bir mesafe içinde birbirine paralel tutulduğu sürece yanık kalır.

Tx kızılötesi kırmızı verici LED'ini farklı frekansa sahip başka bir harici kaynakla değiştirmeyi denerseniz, LM567 sinyalleri algılamayı durdurur ve kırmızı LED'in parlaması durur.

Foto diyotlar çok önemli değildir, verici ve alıcı LED'leri için herhangi bir benzer veya standart foto diyot kullanabilirsiniz.

Yukarıdaki test kurulumu için video klip:

3) Başka bir IC 567 tabanlı Yakınlık Sensörü Tasarımı

Tıpkı yukarıdaki gibi, bu devre ile ilgili istisnai özellik, doğrudan IR radyasyonu ile etkinleştirilememesi veya sarsılamamasıdır, bunun yerine, sadece dedektöre çarpan yansıyan IR radyasyonu devreyi tetikleyecektir.

Devrenin merkezinde, bir ikiz işlevi yürüten tek bir 567 ton kod çözücü IC (U1) vardır: hem temel bir IR verici sürücüsü hem de bir alıcı olarak çalışır. Kondansatör C1 ve direnç R2, U1'in dahili osilatör frekansını yaklaşık 1 kHz'e sabitlemek için kullanılır.

U1'den 5 pimindeki kare dalga çıkışı Q1 tabanına uygulanır. Transistör Q1, LED2 anoduna 20 mA'lik bir darbeyi bağlayan bir emitör-takipçi amplifikatörü olarak kurulur.

Transistör Q3, IR çıkışını LED2'den alır ve daha fazla amplifikasyon için iletimi Q2'ye yönlendirir. Q2 ile amplifikasyonun ardından, sinyal, pin 3'teki U1 girişine geri uygulanır, pin 8'i düşük hale getirmek için tetikler, LED1'i AÇIK konuma getirir.

Gerektiğinde, LED1, AC ile çalıştırılan hemen hemen tüm yükleri değiştirmek için bir optokuplör ile değiştirilebilir. Devre çok basit olduğu için neredeyse her tasarım planı işe yarayacaktır.

IR yayıcı (LED1) ve fototransistör (03), yan yana yerleştirme içinde yaklaşık inç aralıklarla yerleştirilmeli ve tam olarak aynı yola odaklanmalıdır.

Dedektör ve verici arasında atanmış herhangi bir aralık için mükemmel konumu bulmak için bir çift IR cihazının aralığını ve kurulum bakış açısını test etmek gerekebilir.

Genel bir kural olarak, IR yayıcı / detektör çifti arasındaki inçlik bir boşluk, yakınlık devresinin yaklaşık olarak yarım ila 1 inçlik bir hedefi keşfetmesini mümkün kılar. Daha açık gölgeli hedefler çok daha iyi yansıtır ve daha derin unsurlardan oluşturulanlara göre daha yüksek mesafelerde performans gösterebilir. Yakınlık sensörü ayarlanmış IR sinyallerini aldığı sürece, kontrollü devre açılmaya devam eder ve sinyal kaybolur kaybolmaz çıkış kapanır.

4) IC 555 Devresini Kullanan Yakınlık Dedektörü

Bu üçüncü tasarımda, bir mesafeden insan izinsiz girişini tespit etmek için kullanılabilecek basit bir IC 555 tabanlı yakınlık dedektörü devresini anlatıyoruz.

“dc ac invertör devre şeması pdf ”

Devre Çalışması

Bir kızılötesi yakınlık dedektörü, elektronik otomasyon uygulama yelpazesinde en değerli ve en yaygın kullanılan devrelerden biri olarak düşünülebilir.

Genellikle otomatik su sebillerinde, otomatik el kurutma ünitelerinde kullanıldığını görebiliriz ve bazı özel varyantlara büyük mağazaların otomatik kapılarında tanık olabiliriz.

IC 555 kullanan önerilen yakınlık dedektörü devresinin çalışma prensibi

Tasarımda, IC LM555'ten gelen hızlı tepe voltaj darbeleri nesli, nispeten daha düşük bir frekans oranında uygulanmaktadır ve bu, kızılötesi LED aracılığıyla IR ışınlarının jetleri olarak iletilmektedir.

Bu iletilen darbeler, izlenmesi gereken alana odaklanır ve bu yansıyan sinyalleri almak için stratejik olarak konumlandırılmış bir fototransistör diyot üzerinde bir özne veya davetsiz misafir algılandığında geri yansıtılır.

Bu gerçekleştiğinde, alınan sinyaller, bağlı bir röle mekanizmasını ve ardından bir alarm cihazının etkinleştirilmesini sağlamak için işlemden geçer.

Yukarıdaki uygulamayı test etmek için, IR ışınlarının bölgesi boyunca bir nesne sokulabilir ve yanıt, yaklaşık 1 metrelik bir mesafe içinde odaklanmış alanda el hareket ettirmek gibi, röle çalışmasının izlenmesiyle kontrol edilebilir.

Yansıtılan sinyaller fototransistöre çarptığında, 1M pot (ayarlanabilir) boyunca potansiyel bir fark geliştirir ve ilişkili Darlington aşamasını tetikler, bu da tek kararlı devre olarak yapılandırılmış sağ taraf 555 aşamasını etkinleştirir.

Röle buna yanıt olarak etkinleştirilir ve 1M ve 10uF kapasitör tarafından ayarlanan tek kararlı önceden belirlenmiş zaman gecikmesine bağlı olarak AÇIK kalır.