Οι αισθητήρες υπερύθρων είναι πολύ συνηθισμένοι στη ζωή των ηλεκτρονικών μας. Χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο, όπως για το άνοιγμα και το κλείσιμο των πυλών στο σταθμό του μετρό. Ακόμα και χρησιμοποιούνται στο κινητό μας τηλέφωνο για να σβήσει το φως της οθόνης κατά τη διάρκεια της κλήσης.
Ο αισθητήρας υπερύθρων είναι ένας πολύ δημοφιλής αισθητήρας, ο οποίος χρησιμοποιείται συχνά σε πολλές εφαρμογές στα ηλεκτρονικά, όπως χρησιμοποιείται σε σύστημα τηλεχειρισμού, ανιχνευτής κίνησης, μετρητής προϊόντων, ρομπότ ακόλουθων γραμμών, συναγερμοί κ.λπ. Έχουμε ήδη καλύψει την πλήρη λειτουργία του αισθητήρα υπερύθρων εδώ στο αυτό το άρθρο : Κύκλωμα μονάδας αισθητήρα IR. Ο αισθητήρας IR αποτελείται βασικά από ένα LED IR και μια φωτοδίοδο.
Σε αυτό το κύκλωμα, θα παρουσιάσουμε μια εφαρμογή που σχετίζεται με αισθητήρες υπερύθρων, η οποία είναι η ανίχνευση υπερύθρων χρησιμοποιώντας το 555 Timer IC. Εδώ χρησιμοποιήσαμε IR IR ή τηλεχειριστήριο TV / DVD ως πομπό IR και Photo Diode ως IR Receiver για να ανιχνεύσουμε το σήμα IR. Η ανίχνευση του σήματος υπερύθρων θα ενεργοποιήσει τον χρονοδιακόπτη 555 και ο βομβητής θα αρχίσει να ηχεί. Σχεδόν η ίδια ιδέα έχει ήδη καλυφθεί στο προηγούμενο κύκλωμα μας: IR Based Security Alarm, όπου χρησιμοποιήσαμε το συγκριτικό τάσης IC LM358, στη θέση του τρανζίστορ, για να ενεργοποιήσουμε το 555 IC.
Απαιτούμενα συστατικά:
- 555 χρονόμετρο IC
- Τρανζίστορ BC547
- Τρανζίστορ BC557
- IR LED ή τηλεχειριστήριο τηλεόρασης / DVD
- Δέκτης υπερύθρων ή δίοδος φωτογραφίας
- 10Κ αντίσταση
- 1Κ αντίσταση
- 22Κ αντίσταση
- Βομβητής
- LED
- Τροφοδοσία 5 Volt
- Πυκνωτής 10 uF
- 220 Ohm αντίσταση
- Πίνακας ψωμιού
Κύκλωμα και επεξήγηση εργασίας:
Πριν προχωρήσουμε στην εξήγηση, πρέπει να σημειώσουμε ότι το τρανζίστορ Q1 BC547 είναι ένα τρανζίστορ NPN, το οποίο πραγματοποιεί ή ενεργοποιεί, όταν εφαρμόζεται μια μικρή θετική τάση στη βάση του. Και το τρανζίστορ BC557 είναι τρανζίστορ PNP που ενεργοποιεί ή ενεργοποιεί, όταν εφαρμόζεται αρνητική τάση (ή γείωση) στη βάση του. Το κύκλωμα αυτού του ανιχνευτή υπερύθρων δίνεται παρακάτω:
Όταν το IR Sensor Circuit είναι ενεργοποιημένο, το IR LED αρχίζει να εκπέμπει την υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία πέφτει πάνω στη φωτοδίοδο και δημιουργείται μια διαφορά δυναμικού σε όλη τη δίοδο PHOTO που ενεργοποιεί το τρανζίστορ BC547, το οποίο ενεργοποιεί περαιτέρω το τρανζίστορ BC557 τραβώντας τη βάση του προς Εδαφος. Τώρα το τρανζίστορ BC557 ξεκινά να λειτουργεί και εφαρμόζεται τροφοδοσία στο 555 Timer IC (στο PIN 8), το οποίο ανάβει το 555 IC. Το 555 Timer IC έχει διαμορφωθεί σε λειτουργία Astable, οπότε το LED και ο βομβητής, που είναι συνδεδεμένοι στην έξοδο του (PIN 3), αρχίζουν να αναβοσβήνουν και να ηχηθούν, με συγκεκριμένη συχνότητα. Αυτή η συχνότητα αναλαμπής LED μπορεί να προσδιοριστεί από τους δεδομένους τύπους Astable Multvibrator
F = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Όπου το R1 αντιπροσωπεύει την αντίσταση μεταξύ Pin 7 & Pin 8 και R2 αντιπροσωπεύει την αντίσταση μεταξύ Pin 6 & Pin 7. Το C1 είναι πυκνωτής μεταξύ Pin 6 και Ground του 555 IC Timer. Το R (αντίσταση) είναι σε ohm και το C (χωρητικότητα) είναι σε farads
Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε τηλεχειριστήριο τηλεόρασης / DVD για ακτινοβολία υπερύθρων (αντικαθιστώντας το IR LED), καθώς μπορείτε να δείτε το βίντεο στο τέλος.
Το 555 Timer IC δημιουργεί εδώ κάποια μεταβλητή συχνότητα. Το 555 Timer IC είναι ένα γενικό IC που μπορεί να διαμορφωθεί σε κάποιους διαφορετικούς τρόπους όπως A-stable, Mono-stable, Bi-stable, με διαφορετικές εφαρμογές για κάθε λειτουργία. Εδώ σε αυτό το έργο έχουμε διαμορφώσει το 555 Timer ως A-stable multi-δονητή στον οποίο και οι δύο φάσεις του σήματος είναι ασταθείς. Η λειτουργία Astable ονομάζεται επίσης γεννήτρια συχνότητας.
Για να ανιχνεύσουμε ή να διαβάσουμε το φως IR, μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε το TSOP1738 ως IR Receiver, η έξοδος του είναι ενεργή χαμηλή, σημαίνει ότι η έξοδος παραμένει υψηλή όταν δεν υπάρχει IR και γίνεται χαμηλή όταν ανιχνεύει IR, μπορείτε να ελέγξετε IR πομπό και δέκτη χρησιμοποιώντας TSOP.