Introducció als circuits IR: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

L’IR és una peça de tecnologia complexa però molt senzilla de treballar. A diferència dels LED o LASER, l’infraroig no es pot veure amb l’ull humà. En aquest instructiu, demostraré l’ús d’infrarojos a través de 3 circuits diferents.

Els circuits no utilitzaran receptors ni microcontroladors IR, sinó que utilitzaran un fotodiode per detectar el senyal IR perquè és més senzill.

Pas 1: conceptes bàsics de LED d’IR i fotodiode

Tots tres projectes depenen del LED LED i del fotodiode. El LED IR emet radiació infraroja en totes les direccions, el fotodiode es col·loca al costat, de manera que si un objecte s’hi acosta massa, reflectirà la radiació infraroja al fotodiode, el fotodiode converteix l’infraroig que va absorbir en un senyal, llavors pot activar altres coses. Tingueu en compte que el diagrama anterior té un LED IR negre i un fotodiode transparent, això no és molt comú, ja que sol ser al revés, però els 3 projectes següents utilitzen un tipus normal de parells IR (LED IR: transparent, Fotodiode: Negre / fosc) porpra). Els colors dels díodes no importen, però assegureu-vos de recordar quin és quin.

Coses importants a tenir en compte (llegeix el següent):

LED IR: el LED infraroig emet radiació IR, no podem veure la radiació perquè conté una freqüència inferior a la llum visible, els humans només podem detectar l’infraroig com a calor (de manera que el LED IR pot escalfar-se una mica, això és normal) i la radiació és no és perjudicial perquè només fa calor.

Fotodiode: el fotodiode és com un LED, però no dóna llum, en canvi, és un sensor de llum (com un LDR però no del tot). El fotodiode es pot presentar de moltes formes: normalment sembla un LED negre, però també pot ser transparent (en el qual no es barreja amb altres LED). El fotodiode es connecta de manera diferent dels LED normals, en lloc de Vcc a l’ànode del LED, és Vcc al càtode del fotodiode (com la forma de connectar les bateries).

Quan compreu LED i fotodíodes IR, intenteu comprar-los per parelles perquè de vegades el LED IR no funciona amb el fotodiode.

Pas 2: Circuit IR 1

El primer circuit IR només mostrarà el funcionament del parell (IR LED i fotodiode). Mitjançant l’ús d’un transistor, podem convertir l’analògic brut del fotodiode en un analògic net que li agrada més al LED de sortida. El circuit és molt senzill, només cal:

Resistència: 2x 220ohm (o similar), 1x 10k

Diode: 1x LED IR, 1x LED genèric, 1x Fotodiode

Transistor: 1x BC547 (o qualsevol transistor NPN equivalent, p. Ex. 2n2222A)

Una font d'alimentació de 5 V (l'USB està bé), cables de pont i una placa de connexió.

Pas 3: Prova del circuit IR 1

Abans d’acabar el circuit, assegureu-vos que el LED d’IR i el fotodiode es col·loquen l’un al costat de l’altre.

Un cop completat el circuit, proveu el sensor situant un objecte o el dit uns 5 cm per sobre dels dos díodes i, a continuació, moveu l'objecte / dit cap als díodes fins que els toqueu tots dos. El LED genèric hauria d’il·luminar-se quan més us acosteu, perquè l’objecte reflecteix més infrarojos al fotodiode.

Si això no passa, comproveu que heu introduït correctament el fotodiode, comproveu les connexions de cable, comproveu la font d’energia, si no hi ha ajuda, el problema podria haver-se produït entre el LED IR i el fotodiode (n’haureu de comprar de nous o proveu un parell diferent).

Assegureu-vos que no executeu el circuit sota el sol o amb una llum molt brillant perquè això confondrà el fotodiode.

Pas 4: Circuit IR 2

Ara enteneu com el LED IR i el fotodiode funcionen junts com a sensor, anem a transformar el circuit anterior en un circuit d'alarma. Aquest circuit utilitzarà un amplificador OP per amplificar el senyal de fotodíodes, un brunzidor està connectat a la sortida de l’ampli OP però es pot modificar i substituir per un altre component / circuit.

Aquest circuit necessitarà:

Resistència: 1x 220 (o similar), 1x 10k

Potenciòmetre: 1x 10k

Diode: 1x LED IR, 1x fotodiode

Xip IC: 1x LM358

Altres: 1x Buzzer o substituïu-lo pel vostre propi circuit.

Alimentació de 5V (USB està bé), taulers de pa, cables de pont.

Pas 5: Prova del circuit IR 2

Recordeu que els dos díodes han d'estar l'un al costat de l'altre com a últim circuit. Per provar el circuit, moveu un objecte o la mà per sobre dels dos díodes, això hauria de provocar l'alarma. També podeu ajustar la sensibilitat del fotodiode girant el potenciòmetre, hi haurà un moment en què l’alarma sempre estarà activada, perquè el fotodiode és tan sensible a IR que el detecta de l’atmosfera que l’envolta. No és possible mostrar el funcionament del circuit a la imatge superior, però imagina que pots sentir el so del brunzidor.

No feu funcionar el circuit sota el sol ni amb llum molt brillant perquè això pot confondre el fotodiode.

Per solucionar problemes, repetiu el pas 3.

Pas 6: Circuit IR 3

En aquest circuit, activarem un LED (o qualsevol sortida) sense prémer cap botó. Aquesta vegada s’utilitzaran dos parells de LED d’IR i fotodíodes. En lloc d’utilitzar un amplificador OP, utilitzarem un temporitzador 555 per simplificar-lo. També recuperarem els transistors per suavitzar el senyal analògic.

Aquest circuit requerirà:

Resistència: 3x 220ohm, 2x 10k, 2x 1M, 2x 3M

Condensador: 1x 10nf

Diode: 2x LED IR, 2x Fotodiode, 1x LED genèric

Transistor: BC547 (o equivalent)

Xip IC: temporitzador 1x 555

Alimentació de 5V (USB està bé), taulers de pa, cables de pont

Assegureu-vos que els dos parells de díodes tenen distància entre ells de manera que no interfereixin entre ells. A més, assegureu-vos d’aparellar els díodes adequats.

Pas 7: prova del circuit IR 3

El circuit consta de dos parells de díodes, un activa la sortida i l’altre l’apaga. Primer heu d’esbrinar quin parell de díodes controla què. Un cop ho feu, podeu activar la sortida posant el cursor sobre un parell de díodes. La sortida es mantindrà activada fins i tot després d’haver tret l’objecte del sensor, la sortida només s’apagarà si passeu un objecte sobre l’altre sensor i es mantindrà desactivada fins que repetiu aquest procés.

Una vegada més, no operis sota la llum solar.

Pas 8: més coses per IR

Hi ha un món molt més gran als circuits IR, no és molt complicat, però és bastant fascinant. En lloc de LEDs i fotodíodes IR, els circuits millors consistirien en comandaments remots i receptors IR, aquests dispositius poden cobrir molta més autonomia i també poden transferir més informació.

Si hi ha alguna pregunta, no dubteu a fer-ho.