Ang isang IR proximity sensor ay isang aparato na nakakakita ng pagkakaroon ng isang bagay o isang tao kapag nasa loob ito ng isang paunang natukoy na saklaw mula sa sensor, sa pamamagitan ng nakalalamang mga infrared na poste.

Tatlong kapaki-pakinabang na mga konsepto ng proximity sensor ay ipinaliwanag dito, ang unang konsepto ay batay sa isang ordinaryong opamp LM358, ang pangalawa gamit ang IC LM567 na gumana sa isang phase naka-lock loop na prinsipyo na tinitiyak ang tumpak na tugon para sa pagtuklas. Gumagawa ang pangatlong circuit na ginagamit ang lahat ng lugar sa IC 555. Alamin natin ang bawat isa na may sunud-sunod na paliwanag.

Pangkalahatang-ideya

Meron isang mahabang listahan ng mga sensor na magagamit sa merkado ngayon.

Ang isa sa mga naturang sensor ay proximity sensor.

Sa post na ito, malapit na naming malutas kung paano gumagana ang isang proximity sensor at kung ano ang nagbibigay ng kinakailangang kaalaman upang magawa ang proyektong ito sa bahay. Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, nakita ng yunit kung ang isang bagay ay malapit o malayo rito. Maaari silang idisenyo sa iba't ibang paraan.

Ngunit, ang pinakakaraniwang pamamaraan ay ang isa batay sa INFRARED ray at OPAMP. Ang ilang mga karaniwang gamit ng aparatong ito ay makikita sa mga cell phone, awtomatikong mga flush system, awtomatikong taps, hand dryers at mga robot na hindi bumabagsak.

Kinakailangan ang Mga Bahagi

1. Pinangunahan ng IR : Ang bawat led ay naglalabas ng ilang uri ng electromagnetic radiation kapag pinalakas. Mula sa aming karanasan sa sambahayan, kilala namin ang mga leds na naglalabas ng nakikitang ilaw.

Ngunit, mayroon ding ilang mga espesyal na leds na naglalabas ng mga pulang infra. Tulad ng maaaring makita na humantong sa iba't ibang mga kulay, ang IR na humantong din ay naglalabas ng mga sinag ng iba't ibang mga haba ng daluyong. Ang Infra Red ray ay maaaring magkakaiba-iba ng mga haba ng daluyong at maaaring tumagal ng anumang halaga na kabilang sa kanilang bandid.

Kaya't napakahalaga na ginamit ang IR photodiode na dapat makita ang partikular na haba ng daluyong ng INFRA RED na ibinigay ng IR led.

2. LITRATO NG IR : Ito ay isang espesyal na uri ng diode na konektado sa reverse bias para sa pagtuklas ng IR rays . Sa kawalan ng IR radiation, mayroon itong napakataas na resistensya at halos zero kasalukuyang dumadaan dito.

Ngunit kapag ang mga IR ray ay bumagsak dito, ang resistensya nito ay bumababa at isang kasalukuyang proporsyonal sa kasidhian ng radiation ay pinapayagan na dumaan dito.

Ang pag-aari na ito ng photodiode ay ginagamit upang makabuo ng isang de-kuryenteng signal sa proximity sensor sa saklaw ng IR rays.

3. Op-amp (IC LM358) : Ang Op-amp o pagpapatakbo na amplifier ay isang multi-purpose ic at lubos na iginagalang sa mundo ng electronics.

Sa proyektong ito op-amp ay ginagamit bilang isang kumpara. Ang LM358 IC ay may dalawang mga op-amp na nangangahulugang maaari kaming gumawa ng dalawang mga detector ng kalapitan gamit ang isang IC lamang. Ang dahilan upang gumamit ng op-amp sa circuit ay upang i-convert ang analog signal sa digital signal.

Ang Op-amp o pagpapatakbo na amplifier ay isang multi-purpose ic

Apat. Preset : Ang preset ay karaniwang isang risistor na mayroong tatlong mga terminal.

Ang pagpapaandar ng isang preset ay upang hatiin ang kabuuang boltahe na magagamit sa isang paraan na ma-access ng gumagamit ang isang bahagi nito. Kailangan lang nating itakda ang gitnang terminal sa isang naaangkop na posisyon.

Itinatakda ng preset ang boltahe ng threshold sa itaas kung saan dapat mabuo ang boltahe ng output. Maaari itong manu-manong maitakda sa paglaban ng anumang halaga sa pamamagitan ng pag-ikot ng ulo nito gamit ang isang naaangkop na distornilyador.

Ang preset ay karaniwang isang risistor na mayroong tatlong mga terminal

5. Pinangunahan ni Red : Gumamit ako ng isang pulang humantong para sa aking proyekto ngunit sa pangkalahatang pinangunahan ng anumang kulay ay maaaring magamit. Gumaganap ito bilang isang visual signal upang maipakita na ang balakid ay dumating malapit na.

6. Mga lumalaban : Dalawang 220 ohm at isang 10k ohm.

7. Supply ng kuryente : 5 v hanggang 6v.

Paano ito gagana

Ang prinsipyo na namamalagi sa likod ng pagtatrabaho ng isang proximity sensor ay medyo simple. Ang isang tipikal na konsepto ay may dalawang mga leds kahilera sa bawat isa - IR emitting led at isang photodiode.

Kumikilos sila bilang isang pares ng transmitter-receiver. Kapag ang isang balakid ay dumating sa harap ng mga emitter ray, makikita ang mga ito pabalik at naharang ng tatanggap.

Alinsunod sa mga pag-aari ng photodiode, ang naharang na mga sinag ng IR ay nagbabawas ng paglaban ng photodiode at ang resulta ng electric signal ay nabuo. Ang senyas na ito sa kasanayan ay ang boltahe sa kabila ng 10k risistor na direktang pinakain sa di-baligtad na pagtatapos ng op-amp.

Paano gumagana ang isang proximity sensor

Ang pagpapaandar ng op-amp ay upang ihambing ang dalawang mga input na ibinigay dito.

Ang signal mula sa photodiode ay ibinibigay sa non-inverting pin (pin 3) at ang boltahe ng threshold mula sa potentiometer ay ibinibigay sa inverting pin (pin 2). Kung ang boltahe sa non-inverting pin ay mas malaki kaysa sa boltahe sa ang pag-invert ng pin na op-amp output ay mataas kung hindi man ang output ay mababa.

Sa kabuuan, binago ng op-amp ang analog signal sa digital signal sa circuit na ito.

OUTPUTS:

Ang output ng sensor ay maaaring magamit sa dalawang anyo: ANALOG at DIGITAL.

Ang digital output ay nasa anyo ng alinman sa mataas o mababa. Maaaring magamit ang signal ng digital output ng isang proximity sensor upang ihinto ang paggalaw ng isang robot na umiiwas sa balakid. Sa lalong madaling panahon, ang balakid ay malapit na malapit, ang signal ay maaaring direktang pinakain sa mga input pin ng driver ng motor upang ihinto ang mga motor.

Ang output ng analog ay isang tuluy-tuloy na saklaw ng mga halaga mula sa zero hanggang sa ilang may hangganan na halaga. Ang nasabing signal ay hindi maaaring direktang ibigay sa mga driver ng motor at iba pang mga switching device. Una kailangan nilang maproseso ng mga microcontroller at i-convert sa digital form sa pamamagitan ng ADC at ilang coding. Ang form na ito ng output ay nangangailangan ng isang karagdagang microcontroller ngunit tinatanggal ang paggamit ng op-amp.

Buong Circuit Digaram

simpleng IR proximity sensor circuit gamit ang opamp

I-UPDATE mula sa Admin

Ang disenyo ng circuit sa itaas ay maaari ding itayo gamit ang isang ordinaryong solong opamp IC 741, tulad ng ipinakita sa ibaba:

simpleng sensor ng kalapitan gamit ang isang solong LM 741

Video Clip

2) Tumpak na Proximity Detector Circuit (Immune to Sunlight)

Ang sumusunod na post ay nagpapaliwanag ng isang tumpak na infrared (IR) batay sa proximity detector circuit na nagsasama ng IC LM567 para matiyak ang maaasahan, at walang palya na operasyon. Ang circuit na ito ay immune sa sikat ng araw o anumang iba pang ilaw sa paligid, at hindi maaapektuhan, hanggang sa ang mga naka-tuning sumasalamin na signal ay matatanggap ng sensor. Gumagawa din ang disenyo bilang isang detector ng balakid.

Ang Konsepto ng Circuit

Natagpuan ko ang disenyo na ito sa net habang naghahanap para sa isang tumpak at maaasahan ngunit murang proximity sensor circuit.

Maaaring maunawaan ang circuit sa tulong ng sumusunod na paglalarawan:

Sumangguni sa ipinakita sa ibaba na ipinakita na infrared (IR) na circuit detector ng paggalaw, nakikita namin ang disenyo na binubuo ng dalawang pangunahing yugto, isa na kinasasangkutan ng IC LM567 habang ang isa ay may IC555.

Karaniwan ang IC LM567 nagiging puso ng circuit na nag-iisa lamang na gumaganap ng mga pag-andar ng pagbuo / pagpapadala ng dalas ng IR at pagtuklas din ng pareho.

Bukod dito ang IC ay may panloob na yugto na naka-lock loop circuitry na ginagawang lubos na maaasahan sa pagtuklas ng dalas ng mga aplikasyon ng circuit.

Nangangahulugan ito na kapag nabasa at na-latches ito sa isang naibigay na dalas, ang tampok sa pagtuklas nito ay nakakandado sa dalas na iyon at samakatuwid ang anumang iba pang ligalig na kaguluhan gaano man ito katindi ay hindi nakakaimpluwensya o hindi nakakaabala ang paggana nito.

Pagpapatakbo ng Circuit

Ang isang dalas ng dalas ng oscillator na tinutukoy ng R3, pinapakain ng C2 ang IR diode D274 sa pamamagitan ng isang kasalukuyang kinokontrol na yugto na binubuo ng T1, R2. Ang dalas na ito ang magpapasya sa gitna ng dalas ng maliit na tilad.

Sa mga kondisyon sa itaas ang IC ay nakatakda at nakasentro sa itaas na dalas na bumubuo ng isang pare-pareho na mataas sa output pin na # 8.

Naghihintay ang input pin # 3 ng IC upang makatanggap ng dalas na maaaring eksaktong katumbas ng nasa itaas na 'nakasentro' na dalas ng IC.

Ang IR receiver o ang sensor na konektado sa kabuuan ng pin # 3 ng IC ay nakaposisyon nang eksakto para sa hangaring ito.

Sa sandaling ang IR beam mula sa LD274 ay nakakahanap ng isang balakid, ang sinag nito ay makikita at mahuhulog sa naaangkop na nakaposisyon na detector diode BP104.

Ang dalas ng IR mula sa LD274 ngayon ay pumasa sa input pin # 3 ng IC, dahil ang dalas na ito ay eksaktong pareho sa itinakdang dalas ng gitnang IC, kinikilala ito ng IC at agad na inililipat ang output nito mula sa mataas hanggang sa LOW.

Ang mababang mababang pag-trigger sa pin # 2 ng IC 555 na na-configure bilang isang monostable naman ay inililipat nito ang output na mataas, na naging sanhi ng pagbuga ng konektadong alarma.

Ang kondisyon sa itaas ay nagpatuloy hangga't ang pagkagambala mula sa IR sensor / detector ay mananatili at pinapayagan ang mga beams na masasalamin. Sa pagsasama ng R9 at C5, ang output ng IC555 ay nagpapakita ng isang tiyak na pagkaantala sa kondisyon para sa konektadong buzzer kahit na ang paggalaw o ang balakid ay lumayo.

Para sa pag-aayos ng epekto ng pagkaantala, ang R9 at C5 ay maaaring mai-tweak ayon sa kagustuhan.

Ang circuit na ipinaliwanag sa itaas ay maaari ding gamitin bilang isang proximity detector circuit at circuit ng detector ng balakid.

Diagram ng Circuit

Ang circuit ng detector ng kalapitan ng katumpakan na gumagamit ng LM567 gamit ang tampok na phase lock na loop

Circuit ng Pagsubok

Ipinapakita ng sumusunod na test circuit kung paano i-verify ang mga resulta mula sa isang pangunahing disenyo ng batay sa LM567 IR. Ang iskematiko ay makikita sa ibaba:

Paano nakita ng LM567 ang mga target sa kalapitan

Tulad ng nakikita mo, ang yugto lamang ng LM567 ang isinasama sa disenyo habang ang yugto ng IC 555 ay tinanggal upang mapanatili ang mga pangunahing pamamaraan sa pagsubok.

Narito ang pulang LED sa pin # 8 ng IC na ilaw at nananatiling naiilawan hangga't ang IR LEDs ay gaganapin kahanay sa bawat isa sa loob ng distansya ng 1 paa.

Kung susubukan mong palitan ang Tx infrared red transmitter LED ng ilang iba pang panlabas na mapagkukunan na mayroong ibang dalas, ang LM567 ay hihinto sa pagtuklas ng mga signal at ang pulang LED ay titigil sa pag-iilaw.

Ang mga diode ng larawan ay hindi mahalaga, maaari mong gamitin ang anumang mga katulad o karaniwang mga diode ng larawan para sa mga LED ng transmiter at receiver.

Ang video clip para sa na-set up na pagsubok sa itaas:

3) Isa pang Disenyo ng Proximity Sensor na batay sa IC 567

Tulad ng sa itaas, ang natatanging tampok tungkol sa circuit na ito ay hindi ito mai-aaktibo o nakakalabog ng direktang IR radiation, sa halip ay nasasalamin lamang ng IR radiation na tumatama sa detektor na magpapalitaw sa circuit.

Sa gitna ng circuit ay isang nag-iisa na 567 tone decoder IC (U1) na nagsasagawa ng isang kambal na pag-andar: pinapatakbo nito ang parehong bilang isang pangunahing driver ng IR-transmitter at bilang isang tatanggap. Ang Capacitor C1 at risistor R2 ay ginagamit upang ayusin ang dalas ng oscillator ng U1 sa halos 1 kHz.

Ang output ng square-wave mula sa U1 sa pin 5 ay inilapat sa base ng Q1. Ang Transistor Q1 ay naka-set up bilang isang emitter-tagasunod amplifier, na nag-uugnay sa isang 20-mA pulso sa LED2 anode.

Kinukuha ng Transistor Q3 ang output ng IR mula sa LED2 at idinidirekta ang paghahatid sa Q2 para sa higit na pagpapalakas. Kasunod ng pagpapalaki ng Q2, ang signal ay inilapat pabalik sa input ng U1 sa pin 3, na nagpapalitaw ng pin 8 upang maging mababa, lumilipat SA LED1.

Kung kinakailangan, ang LED1 ay maaaring mapalitan ng isang optocoupler upang i-toggle ang halos anumang karga na pinamamahalaan ng AC. Sapagkat ang circuit ay napaka prangka, halos anumang plano sa disenyo ay gagana.

Ang IR emitter (LED1) at ang phototransistor (03) ay dapat na mai-install ng humigit-kumulang na pulgada na pinaghiwalay sa loob ng isang tabi-tabi na pagkakalagay at nakatuon sa eksaktong parehong track.

Maaaring kailanganin upang subukan ang pananaw sa spacing at pag-install ng isang pares ng mga IR aparato upang malaman ang perpektong posisyon para sa anumang itinalagang saklaw sa pagitan ng detektor at ng emitter.

Bilang isang panuntunan sa hinlalaki, isang pulgadang agwat sa pagitan ng pares ng IR-emitter / detector na ginagawang posible para sa malapit na circuit upang matuklasan ang isang target na humigit-kumulang kalahati hanggang 1-pulgada ang layo. Ang mas magaan na kulay na mga target ay sumasalamin ng mas mahusay at maaaring gumanap sa mas mataas na distansya kaysa sa mga nilikha mula sa mas malalim na mga elemento. Hangga't ang sensor ng proximity ay nakakakuha ng mga naka-tuning na signal ng IR, ang kontroladong circuit ay patuloy na naka-on, at sa lalong madaling mawala ang signal ay papatayin ang output.

4) Detalye ng kalapitan Gamit ang IC 555 Circuit

Sa pangatlong disenyo na ito ay pinagdiskitahan namin ang isang simpleng IC 555 batay sa proximity detector circuit na maaaring magamit para sa pagtuklas ng paglabag ng tao mula sa malayo.

“paano gumagana ang isang transistor bilang isang amplifier ”

Pagpapatakbo ng Circuit

Ang isang infrared proximity detector ay maaaring isaalang-alang bilang isa sa pinakamahalaga at malawak na ginagamit na mga circuit sa saklaw ng aplikasyon ng electronic automation.

Karaniwan naming makikita ito na ginagamit sa mga awtomatikong dispenser ng tubig, awtomatikong mga unit ng hand dryer at ilang mga tukoy na variant na maaaring masaksihan sa mga awtomatikong pintuan ng mga department store.

Nagtatrabaho prinsipyo ng ipinanukalang proximity detector circuit gamit ang IC 555

Sa disenyo ng isang henerasyon ng mabilis na pagsabog ng mga pulso ng boltahe ng rurok mula sa IC LM555 ay ipinatupad sa isang medyo mas mababang rate ng dalas, na ipinadala sa pamamagitan ng infrared LED bilang mga jet ng mga IR beam.

Ang mga nailipat na pulso ay nakatuon patungo sa lugar na kinakailangang subaybayan, at makikita ito pabalik kapag ang isang paksa o nanghihimasok ay napansin sa isang phototransistor diode na nakaposisyon nang may diskarte para sa pagtanggap ng mga nakalantad na signal na ito ..

Kapag nangyari ito ang mga natanggap na signal ay dumaan sa pagproseso upang paganahin ang isang nakalakip na mekanismo ng relay at pagkatapos ay isang aparatong alarma upang maisaaktibo.

Upang subukan ang pagpapatupad sa itaas ang isang bagay ay maaaring ipakilala sa buong zone ng mga IR beam at ang tugon ay maaaring suriin sa pamamagitan ng pagsubaybay sa pagpapatakbo ng relay, tulad ng paglipat ng kamay sa nakatuon na lugar, sa loob ng distansya na halos 1 metro.

Kapag ang mga nakalantad na signal ay tumama sa phototransistor, bubuo ito ng isang potensyal na pagkakaiba sa kabuuan ng 1M palayok (naaayos) at nagpapalitaw ng nauugnay na yugto ng Darlington, na kung saan ay iaktibo ang kanang bahagi ng 555 yugto na na-configure bilang isang monostable circuit.

Ang relay ay napapagana bilang tugon dito at mananatiling ON depende sa monostable paunang natukoy na pagkaantala ng oras na itinakda ng 1M at ng 10uF capacitor.