خانه >> الکترونیک >> مدار تشخیص مانع با قطعات ساده

مدار تشخیص مانع با قطعات ساده

مدار تشخیص مانع

 چگونه یک سنسور تشخیص مانع مادون قرمز با قطعات معمولی بسازیم

در این آموزش ما یک سنسور تشخیص مانع مادون قرمز را با  اطلاعات اولیه بدون وارد شدن به جزئیات دقیق خواهیم ساخت. طرز کار این سنسور تشخیص مانع ساده است : زمانی که یک جسم در مقابل سنسور تشخیص مانع قرار گیرد، یک LED روشن خواهد شد. و یاد میگیریم که ، LED های مادون قرمز ، مدار تقسیم ولتاژ ،مدار op-amp چطور کار میکنند و ارتباط بین اینها چگونه خواهد بود .

 

LED های مادون قرمز 

ما از دو LED مادون قرمز برای ساخت مدار تشخیص مانع استفاده میکنیم ، یکی گیرنده و دیگری فرستنده . وقتی جریان از LED فرستنده عبور کند ، اشعه مادون قرمز را منتشر می کند. این اشعه و نور نامرعی رو میتونید با استفاده از دوربین گوشیتون ببینید ! مثل تصویر زیر :

LED گیرنده مادون قرمز برای دریافت اشعه مادون قرمز در بایاس معکوس مورد استفاده قرار میگیرد ، یعنی پایه کوتاه LED به مثبت بارتری متصل میشود ، در حالت عادی که نور مادون قرمز وجود ندارد جریان کمی از LED گیرنده مادون قرمز عبور میکند و با تابش نور مادون قرمز بسته به شدت نور جریان عبوری از دیود مادون قرمز هم بیشتر میشود .

Op-amp به عنوان مقایسه کننده 

Adjustable IR Proximity Sensor Comparator

LM358 یک تقویت کننده عملیاتی است که ما از اون به عنوان یک مقایسه کننده در ساخت مدار تشخیص مانع استفاده می کنیم.

تقویت کننده دارای دو ورودی است ، ورودی مثبت که به اون non-inverting گفته میشه و پایه منفی که inverting گفته میشه . ما پایه مثبت رو به عنوان ورودی در نظر میگیریم و پایه منفی رو به عنوان ولتاژ مرجع استفاده میکنیم . در این آی سی دو پایه دیگر برای تغذیه و پایه پنجم هم خروجی آی سی است . کار op-amp در حالت مقایسگر مدار بسیار ساده است :  اگر Vin> Vref باشد سپس Vout = Vcc، و اگر Vin <Vref باشد سپس Vout = 0 میشود . باید بگم که ولتاژ خروجی تقریبا برابر VCC میشه نه برابر ، vcc~vout

 

با توجه به این موارد، ما خروجی دیود گیرنده مادون قرمز  را به ورودی غیر معکوس (+) وصل خواهیم کرد . در حالتی که نور مادون قرمز دریافت نمیشود روی این پایه ما ولتاژ ۰٫۵۶V رو داریم .  در اینجا ما از پتانسیومتر برای تعیین مقدار بالاتر از ۰٫۵۶V برای پایه منفی یعنی Vref استفاده خواهیم کرد.  هنگامی که LED گیرنده اشعه مادن قرمز را دریافت می کند، موجب می شود که جریان بالاتری عبور دهد، جریانی که باعث میشود  Vin> Vref شود و Vout = Vcc، حدود ۹ ولت .

شماتیک مدار 

در شکل زیر شماتیک مدار تشخیص مانع با مادون قرمز رو مشاهده میکنید .

شماتیک مدار تشخیص مانع

پایه های آی سی Op-Amp

پایه شماره ۸ به مثبت باطری و پایه ۴ هم به منفی باتری متصل میشود .

مدار تقسیم ولتاژ 

ما با LED گیرنده یک مقاوت ۱۰ کیلو اهم سری کردیم تا یک مدار تقسیم ولتاژ بسازیم . مدارات تقسیم ولتاژ مقاومتی مانند شکل زیر بسته میشوند و فرمول زیر هم برای محاسبات ان به کار میرود . در اینجا مقاومت داخلی دیود نقش R1 را برای ما ایفا میکند و R2 هم که مقاوت ۱۰ کیلو هست .

 

 

 

 

 

 

وقتی LED نوری دریافت نمیکند مقاوت داخلی ان بسیار بالاست پس ولتاژ خروجی مقسم ما بسیار کم است و وقتی نور دریافت میکند مقاوت داخلی ان کم میشود و ولتاژ خروجی مقسم واتاژ بالا میرود .

آزمایش مدار 

وقتشه که سنسور نزدیکی خود که در واقع یک مدار تشخیص مانع با مادون قرمز است  را با مولتی متر بررسی کنیم.  باتری رو به مدار متصل می کنیم و مولتی متر را به موازات خروجی تقویت کننده (پین ۱) قرار می دهیم. در ابتدا باید ۰ را نشون بده و وقتی ما چیزی رو  بالای نور مادون قرمز قرار دهیم باید چیزی نزدیک به ۹ ولت داشته باشیم .

اضافه کردن یک LED به مدار 

Adjustable IR Proximity Sensor Voltage Divider Conn

حالا برای دیدن بهتر کارکرد مدار تشخیص مانع یک LED به خروجی مدار اضافه میکنیم ، که به خاطر زیاد بودن ولتاژ باید از یک مقاومت یک کیلو اهم سری با LED استفاده کنیم . پایین هم فیلم کارکرد صحیح مدار و میتونید ببینید 🙂

مدار تشخیص مانع با قطعات ساده
4.5 (90.83%) 24 votes

درباره ی هادی ندائی

Hadi Nedaee
هادی ندائی

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شش − سه =

Website Security Test