Introdução aos circuitos de infravermelho: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

IR é uma tecnologia complexa, mas muito simples de trabalhar. Ao contrário dos LEDs ou LASERs, o infravermelho não pode ser visto com o olho humano. Neste Instructable, demonstrarei o uso do infravermelho por meio de 3 circuitos diferentes.

Os circuitos não usarão receptores ou microcontroladores IR, em vez disso, eles usarão um fotodiodo para detectar o sinal IR porque é mais simples.

Etapa 1: LED infravermelho e princípios básicos do fotodiodo

Todos os três projetos dependem do LED IV e do fotodiodo. O LED IR emite radiação infravermelha em todas as direções, o fotodiodo é colocado próximo a ele para que se um objeto ficar muito perto dele, ele irá refletir a radiação infravermelha para o fotodiodo, o fotodiodo transforma o infravermelho que ele absorveu em um sinal, o sinal então pode ativar outras coisas. Observe que o diagrama acima tem um LED IV preto e um fotodiodo transparente, isso não é muito comum, pois geralmente é o contrário, mas os 3 projetos a seguir usam o tipo normal de pares IV (LED IV: transparente, Fotodiodo: Preto / escuro roxa). As cores dos diodos não importam, mas certifique-se de lembrar qual é qual.

Coisas importantes a serem observadas (por favor, leia o seguinte):

LED IR: o LED infravermelho emite radiação IR, não podemos ver a radiação porque contém uma frequência mais baixa do que a luz visível, os humanos só podem detectar infravermelho como calor (então o LED IR pode ficar um pouco quente, isso é normal), e a radiação é não é prejudicial porque é apenas calor.

Fotodiodo: O fotodiodo é como um LED, mas não emite luz; em vez disso, é um sensor de luz (como um LDR, mas não exatamente). O fotodiodo pode vir em várias formas: geralmente se parece com um LED preto, mas também pode ser transparente (no qual não se confunde com outros LEDs). O fotodiodo é conectado de forma diferente dos LEDs normais, em vez de Vcc ao ânodo do LED, é Vcc ao cátodo do fotodiodo (como você conecta baterias).

Ao comprar LEDs IR e fotodiodos, tente comprá-los em pares porque às vezes o LED IR não funciona com o fotodiodo.

Etapa 2: Circuito IR 1

O primeiro circuito IR apenas mostrará como o par (IR LED e Fotodiodo) funciona. Usando um transistor, podemos transformar o analógico sujo do fotodiodo em um analógico limpo, que o LED de saída gosta mais. O circuito é muito simples, basta:

Resistor: 2x 220ohm (ou semelhante), 1x 10k

Diodo: 1x LED IR, 1x LED genérico, 1x fotodiodo

Transistor: 1x BC547 (ou qualquer transistor NPN equivalente, por exemplo, 2n2222A)

Uma fonte de alimentação de 5 V (USB está bom), fios de jumper e uma placa de ensaio.

Etapa 3: Teste do circuito IR 1

Antes de terminar o circuito, certifique-se de que o LED IV e o fotodiodo estejam colocados um ao lado do outro.

Quando o circuito estiver completo, teste o sensor passando um objeto ou seu dedo cerca de 5 cm acima dos dois diodos e, em seguida, mova lentamente o objeto / dedo em direção aos diodos até tocar em ambos. O LED genérico deve acender mais conforme você se aproxima, isso porque o objeto está refletindo mais infravermelho no fotodiodo.

Se isso não acontecer, verifique se você colocou o fotodiodo corretamente, verifique as conexões dos fios, verifique a fonte de alimentação, se nada disso ajudar, o problema pode ter ocorrido entre o LED IR e o fotodiodo (você deve comprar novos ou experimente um par diferente).

Certifique-se de não executar o circuito sob o sol ou sob luz muito forte, pois isso confundirá o fotodiodo.

Etapa 4: Circuito IR 2

Agora que você entende como o LED IV e o fotodiodo funcionam juntos como um sensor, vamos transformar o circuito anterior em um circuito de alarme. Este circuito usará um amplificador OP para amplificar o sinal dos fotodiodos, um buzzer é conectado à saída do amplificador OP, mas pode ser modificado e substituído por outro componente / circuito.

Este circuito precisará de:

Resistor: 1x 220 (ou semelhante), 1x 10k

Potenciômetro: 1x 10k

Diodo: 1x LED IR, 1x Fotodiodo

Chip IC: 1x LM358

Outros: 1x Buzzer ou substitua por seu próprio circuito.

Fonte de alimentação 5v (USB está bom), placa de ensaio, fios de jumper.

Etapa 5: Teste do circuito IR 2

Lembre-se de que os dois diodos devem estar próximos um do outro como o último circuito. Para testar o circuito, mova um objeto ou sua mão acima dos dois diodos, isso deve acionar o alarme. Você também pode ajustar a sensibilidade do fotodiodo girando o potenciômetro, haverá um ponto em que o alarme estará sempre ligado, isso porque o fotodiodo é tão sensível ao infravermelho que o detecta da atmosfera ao seu redor. Não é possível para mim mostrar o funcionamento do circuito na imagem acima, mas imagine que você pode ouvir o som da campainha.

Não opere o circuito sob o sol ou luz muito forte, pois isso pode confundir o fotodiodo.

Para solucionar o problema, repita a etapa 3.

Etapa 6: Circuito IR 3

Neste circuito, vamos ativar um LED (ou qualquer saída) sem apertar um botão. Desta vez, dois pares de LEDs IR e fotodiodos serão usados. Em vez de usar um amplificador OP, usaremos um temporizador 555 para simplificar. Também traremos de volta os transistores para suavizar o sinal analógico.

Este circuito exigirá:

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

Capacitor: 1x 10nf

Diodo: 2x LED IR, 2x fotodiodo, 1x LED genérico

Transistor: BC547 (ou equivalente)

Chip IC: 1x 555 temporizador

Fonte de alimentação 5v (USB está bom), placa de ensaio, fios de jumper

Certifique-se de que os dois pares de diodos tenham distância entre eles para que não interfiram um com o outro. Além disso, certifique-se de emparelhar os diodos corretos.

Etapa 7: Teste do circuito IR 3

O circuito consiste em dois pares de diodos, um liga a saída e o outro desliga. Você deve primeiro descobrir qual par de diodos controla o quê. Depois de fazer isso, você pode ligar a saída passando um objeto sobre um par de diodos. A saída permanecerá ligada mesmo depois de você ter retirado o objeto do sensor, a saída só desligará se você passar o mouse sobre o outro sensor e permanecerá desligada até que você repita este processo.

Novamente, não opere sob a luz solar.

Etapa 8: Mais coisas de IR

Existe um mundo muito maior para os circuitos IR, não é muito complicado, mas é bastante fascinante. Em vez de LEDs IR e fotodiodos, circuitos melhores consistiriam em controles remotos IR e receptores IR, esses dispositivos podem cobrir um alcance muito maior e também transferir mais informações.

Se houver alguma dúvida, sinta-se à vontade para perguntar.