Licznik obiektów za pomocą podczerwieni: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

W tym małym projekcie stworzymy całkowicie automatyczny licznik obiektów z prostym wyświetlaczem segmentowym. Ten projekt jest dość prosty i zawiera tylko prostą elektronikę. Ten obwód jest oparty na podczerwieni do wykrywania obiektów, aby dowiedzieć się więcej o działaniu podczerwieni, odwiedź moje IR Instructables. Możesz tam dowiedzieć się wszystkiego o podstawowych pojęciach IR.

Kieszonkowe dzieci

Surowce: Karton A4 (do budowy korpusu i podstawy)

Okrążenie:

Deska do krojenia chleba x1

CD4026BE x2

LM358 x1

2n222/BC547 x1 (lub dowolny równoważny tranzystor)

Przycisk 2-pinowy x1

potencjometr 10k x1

Rezystor 220 omów x2

Rezystor 680 omów x2

Rezystor 10k x2

2x 7-segmentowy wyświetlacz ze wspólną katodą

Dioda podczerwieni x1

Fotodioda x1

Wiele przewodów połączeniowych

Zasilanie 9V

Narzędzia: lutownica, ściągacz izolacji / przecinak do drutu, nóż do cięcia, klej PVA, kątomierz, linijka itp.

Krok 1: Podgląd

Ideą tego projektu jest stworzenie licznika obiektów do liczenia drobnych rzeczy, takich jak komponenty, klocki Lego, koraliki itp. Obiekty byłyby zrzucane na rampę, staczałyby się do pojemnika na dole, ale zostaną wykryte przez parę detektorów IR.

Wyjście fotodiody przejdzie przez bramkę NOT, a następnie do komparatora. Powyższe obrazy pokazują, jak para podczerwieni wykrywa obiekt.

Krok 2: Obwód

Obwód użyty w tym projekcie nie jest skomplikowany, wykorzystuje wzmacniacz OP (LM358) jako regulator wejściowy dla 7-segmentowego układu wyświetlacza (CD4026BE). Układ zaprojektowałem tak, aby posiadał 2 7-segmentowe wyświetlacze, które dają mu 99 cyfr lub 99 możliwych obiektów do policzenia. To powinno być dużo, ale jeśli nie, możesz podłączyć inny wyświetlacz, który da ci 999 cyfr, zdecydowanie wystarczy.

Przycisk w obwodzie służy do resetowania.

Potencjometr służy do regulacji czułości fotodiody.

Powyższy schemat obwodu jest taki sam jak obwód płytki prototypowej. Może być trochę trudny do odczytania, ponieważ jest skompresowany do ograniczonej przestrzeni.

UWAGA: Tranzystor w obrazie obwodu płytki stykowej działa w niewłaściwy sposób, ale powinien nadal działać. Radziłbym go odwrócić, mimo że niektóre tranzystory działają w obie strony. Postępuj zgodnie z okablowaniem tranzystora na schemacie obwodu, jeśli jesteś zdezorientowany.

Krok 3: Test obwodu

Zanim wbudujesz obwód w projekt, przetestowanie go to mądry pomysł. Zmodyfikowałem nieco obwód (zmieniając diodę podczerwieni na inną płytkę stykową, aby utworzyć wiązkę podczerwieni między nią a fotodiodą). Podłącz obwód do zasilacza 9 V, a cyfry zaświecą się dwoma zerami. Następnie przerwij wiązkę IR pomiędzy diodą IR a fotodiodą blokując ją palcem lub przedmiotem, teraz jedna z cyfr zmieni się z 0 na 1, powtórz proces, a układ policzy ile razy wiązka IR została zliczona. zepsute (obiekty).

Mądrą rzeczą do zrobienia jest teraz zrobienie tego obwodu na płytce drukowanej, niestety miałem problemy z zamówieniem mojego więc do końca tego projektu będę używał płytki stykowej.

Rozwiązywanie problemów: Jeśli Twój obwód działa nieprawidłowo, sprawdź:

Okablowanie, Kierunek komponentów (polaryzacja lub sposób, w jaki skierowane są chipy) (zwłaszcza fotodioda)

Zasilacz, Para IR (sprawdź, czy współpracują z prostym obwodem z moich instrukcji „Wszystko o IR”)

Krok 4: Ciało

Mój projekt prawdopodobnie nie jest najbardziej przyjemny wizualnie, ale działa dobrze.

Wytnij wszystko, rozmiar nie ma większego znaczenia, ale polecam kąt nachylenia między 20 a 45 stopni. Na płycie podstawy zamontowana byłaby płytka stykowa lub płytka drukowana, więc istnieje minimalny rozmiar.

Materiał korpusu nie ma większego znaczenia, ale wybrałbym coś cienkiego i mocnego, np. sprasowaną tekturę.

Krok 5: Przyklej to

Złóż konstrukcję po wycięciu wszystkiego. Użyj taśmy, aby utrzymać go razem w kształcie i nałóż klej. Klej PVA jest idealny, ale schnięcie zajmuje trochę czasu. Teraz czekaj.

Po potwierdzeniu, że klej wyschł, odklej taśmę i Twoja konstrukcja jest gotowa.

Krok 6: Dodaj obwód

Przyklej płytkę stykową z obwodem do pustej przestrzeni u podstawy konstrukcji. Upewnij się, że wyświetlacze 7-segmentowe są skierowane w Twoją stronę, aby móc prawidłowo odczytać liczby.

Krok 7: Podłącz parę IR

Zegnij zaciski diody podczerwieni i fotodiody pod kątem 90 stopni. Do końcówek końcówek przylutuj kilka przewodów (przewód musi być na tyle długi, aby można było połączyć diodę z miejsca jej mocowania do płytki stykowej). Następnie podłącz parę IR do płytki do krojenia chleba.

Uruchom ponownie obwód, aby upewnić się, że połączenia lutowane działają.

Krok 8: Ostatnie poprawki

Przyklej parę IR do zbocza, upewnij się, że są po obu stronach i skierowane do siebie, aby utworzyć wiązkę podczerwieni.

Ukryj przewody, przyklejając je do krawędzi skarpy.

Następnie wytnij dwa kawałki tektury o długości około 5 cm i wysokości ścian stoku. Włóż go, jak pokazano na ostatnim obrazku, przytrzymaj taśmą podczas nakładania kleju, aby go przykleić.

Gdy to zrobisz, usuń całą taśmę, uruchom obwód, aby sprawdzić, czy nadal działa poprawnie. Jeśli chcesz go udekorować, to jest czas, aby to zrobić.

Rozwiązywanie problemów z obwodami:

Jeśli licznik nie liczy przy przerwaniu wiązki IR (ale działał wcześniej), to może to być spowodowane tym, że wiązka IR nie została całkowicie zablokowana, jest to spowodowane nieregularnymi odbiciami, które tworzy karton. Zwykle można to rozwiązać, przyklejając mały pasek czarnego papieru pod diodą podczerwieni, aby pochłonął odbitą podczerwień. Jeśli to nie problem, sprawdź, czy podczas klejenia nie zwarłeś którejś z diod.

Krok 9: Zakończ

Teraz jest skończone!

Włącz go i zacznij liczyć!