Napakahalagang bahagi ng electronics ang mga sensor, lalo na sa Robotics at Automations. Ang mga sensor sa mga elektronikong aparato ay ginagawang madali ang ating buhay sa pamamagitan ng awtomatikong pag-unawa at pagkontrol sa mga aparato, nang walang pakikipag-ugnay ng tao. Mayroong maraming mga uri ng mga sensor tulad ng Fire sensor, sensor ng kahalumigmigan, sensor ng paggalaw, sensor ng temperatura, IR sensor atbp Sa artikulong ito, ipapaliwanag namin ang tungkol sa IR sensor (Infrared sensor), kung paano ito gumagana at kung paano bumuo ng isang IR sensor Module.
Ang IR sensor ay napakapopular na sensor, na ginagamit sa maraming mga aplikasyon sa electronics, tulad ng ginagamit sa Remote control system, motion detector, Product counter, Line follower Robots, Alarms atbp.
Karaniwang binubuo ng IR sensor ang isang IR LED at isang Photodiode, ang pares na ito ay karaniwang tinatawag na IR pares o Photo coupler. Gumagana ang IR sensor sa punong-guro kung saan nagpapalabas ang IR LED ng IR radiation at pakiramdam ng Photodiode na IR radiation. Ang mga pagbabago sa paglaban ng Photodiode ayon sa dami ng IR radiation na bumabagsak dito, kaya't ang pagbagsak ng boltahe sa kabuuan nito ay nagbabago din at sa pamamagitan ng paggamit ng boltahe na kumpare (tulad ng LM358) maaari nating madama ang pagbabago ng boltahe at makabuo ng output nang naaayon.
Ang paglalagay ng IR LED at Photodiode ay maaaring gawin sa dalawang paraan: Direkta at Hindi Direkta. Sa Direktang insidente, ang IR LED at photodiode ay itinatago sa harap ng isa't isa, upang ang IR radiation ay maaaring direktang bumagsak sa photodiode. Kung naglalagay kami ng anumang bagay sa pagitan nila, pagkatapos ay ititigil nito ang pagbagsak ng ilaw ng IR sa photodiode.
At sa Indirect Incidence, kapwa ang IR LED at Photo diode ay inilalagay sa parallel (magkatabi), nakaharap sa pareho sa parehong direksyon. Sa fashion na iyon, kapag ang isang bagay ay itinatago sa harap ng pares ng IR, ang ilaw ng IR ay makikita ng bagay at masisipsip ng photodiode. Tandaan na ang bagay na iyon ay hindi dapat itim dahil masisipsip nito ang lahat ng ilaw ng IR, sa halip na sumalamin. Kadalasan ang pares ng IR ay inilalagay sa fashion na ito sa IR sensor Module.
Upang bumuo ng isang module ng IR, higit sa lahat kailangan namin ng pares ng IR (IR LED at Photodiode) at LM358 na may ilang mga resistors at isang LED.
IR LED
Ang IR LED ay nagpapalabas ng ilaw, sa saklaw ng dalas ng Infrared. Ang ilaw ng IR ay hindi nakikita sa atin dahil ang haba ng daluyong nito (700nm - 1mm) ay mas mataas kaysa sa nakikitang saklaw ng ilaw. Lahat ng bagay na gumagawa ng init, naglalabas ng infrared tulad halimbawa ng ating katawang-tao. Ang mga infrared ay may parehong mga katangian tulad ng nakikitang ilaw, tulad nito ay maaaring nakatuon, masasalamin at polarized tulad ng nakikitang ilaw.
Ang IR LED ay mukhang isang normal na LED at nagpapatakbo din tulad ng isang normal na LED, kumokonsumo ito ng 20mA kasalukuyang at 3vots na lakas. Ang mga IR LED ay may ilaw na nagpapalabas ng anggulo ng tinatayang. 20-60 degree at saklaw ng tinatayang. ilang sentimetro sa maraming mga paa, depende ito sa uri ng IR transmitter at tagagawa. Ang ilang mga transmiter ay may saklaw sa mga kilometro.
PhotoDiode
Ang Photodiode ay isinasaalang-alang bilang Light dependant Resistor (LDR), nangangahulugang ito ay napakataas ng paglaban sa kawalan ng ilaw at naging mababa kapag bumagsak ang ilaw dito. Ang Photodiode ay isang semiconductor na mayroong PN junction, na pinapatakbo sa Reverse Bias, nangangahulugang nagsisimula itong isagawa ang kasalukuyang pabaliktad na direksyon kapag bumagsak dito ang Banayad, at ang dami ng kasalukuyang daloy ay proporsyonal sa dami ng Liwanag. Ginagawa itong kapaki-pakinabang para sa pagtuklas ng IR.
Ang Photodiode ay mukhang isang LED, na may isang patong na kulay ng Itim sa panlabas na panig. Ginagamit ito sa baligtad na kampi, tulad ng ipinakita sa circuit diagram sa ibaba.
LM358
Ang LM358 ay isang pagpapatakbo na amplifier (Op-Amp) at sa circuit na ito ginagamit namin ito bilang isang kumpara sa boltahe. Ang LM358 ay may dalawang independiyenteng mga kumpare ng boltahe sa loob nito, na maaaring pinalakas ng solong PIN, kaya maaari naming gamitin ang solong IC upang makabuo ng dalawang mga module ng IR sensor. Gumamit lamang kami ng isang kumpare dito, na may mga input sa PIN 2 & 3 at output sa PIN 1. Ang kumpara ng boltahe ay may dalawang mga input, ang isa ay ang pag-invert ng input at ang pangalawa ay ang non-inverting input (PIN 2 at 3 sa LM358). Kapag ang boltahe sa non-inverting input (+) ay mas mataas kaysa sa boltahe sa inverting input (-), kung gayon ang output ng kumpare (PIN 1) ay Mataas. At kung ang boltahe ng inverting input (-) ay Mas Mataas kaysa sa di-inverting na dulo (+), pagkatapos ay mababa ang output.
Module ng IR sensor
Mga Bahagi
- Pares ng IR (IR LED at Photodiode)
- IC LM358
- Resistor 100, 10k, 330 ohm
- Variable risistor - 10k
- LED
Maaari mong makita ang mga koneksyon sa diagram ng circuit ng IR sensor. Ang diode ng larawan ay konektado sa reverse bias, ang pagwawaksi ng pagtatapos ng LM358 (PIN 2) ay konektado sa variable resistor, upang ayusin ang pagkasensitibo ng sensor. At ang non-inverting end (PIN 3) ay konektado sa kantong ng photodiode at isang resistor.
Kapag binuksan namin ang circuit walang IR radiation patungo sa photodiode at ang Output ng kumpare ay mababa. Kapag kumuha kami ng ilang bagay (hindi itim) sa harap ng pares ng IR, pagkatapos ang IR na inilabas ng IR LED ay makikita ng bagay at hinihigop ng photodiode. Ngayon kapag nasasalamin ang IR Falls sa Photodiode, ang boltahe sa photodiode ay bumaba, at ang boltahe sa serye ng risistor na R2 ay tumataas. Kapag ang boltahe sa Resistor R2 (na kung saan ay konektado sa di-inverting na dulo ng kumpare) ay nakakakuha ng mas mataas kaysa sa boltahe sa pagwawaksi ng pagtatapos, pagkatapos ang output ay naging TAAS at LED ay nakabukas.
Ang boltahe sa pagwawaksi ng dulo, na tinatawag ding Boltahe ng Threshold, ay maaaring maitakda sa pamamagitan ng pag-ikot ng variable ng resistor. Mas mataas ang boltahe sa inverting end (-), hindi gaanong sensitibo sa sensor at Ibaba ang boltahe sa inverting end (-), mas sensitibo sa sensor.
Ang buong circuit na ito ay maaaring mailagay sa PCB upang makabuo ng isang tamang propesyonal na IR sensor Module.