Contador de objetos usando IR: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Neste pequeno projeto, criaremos um contador de objetos totalmente automático com uma exibição de segmento simples. Este projeto é bastante simples e incorpora apenas eletrônicos simples. Este circuito é baseado em infravermelho para detectar objetos, para saber mais sobre como funciona o IR, visite meu IR Instructables. Você pode aprender tudo sobre os conceitos básicos de RI lá.

Suprimentos

Matérias-primas: Cartão A4 (para construir o corpo e a base)

O circuito:

Breadboard x1

CD4026BE x2

LM358 x1

2n222 / BC547 x1 (ou qualquer transistor equivalente)

Botão de pressão de 2 pinos x1

Potenciômetro de 10k x1

Resistor de 220 ohm x2

680 ohm resistor x2

10k resistor x2

2x visor de cátodo comum de 7 segmentos

IR LED x1

Fotodiodo x1

Muitos fios de ligação

Fonte de alimentação 9v

Ferramentas: Ferro de soldar, descascador / cortador de fio, faca de corte, cola PVA, transferidor, régua, etc.

Etapa 1: visualizar

A ideia deste projeto é criar um contador de objetos para contar pequenas coisas, como componentes, blocos de Lego, contas, etc. Os objetos seriam largados em uma rampa, rolariam para dentro de um recipiente na parte inferior, mas seriam detectados por um par de detectores de infravermelho.

A saída do fotodiodo passará por uma porta NOT e então para o comparador. As imagens acima mostram como o par de infravermelho detecta um objeto.

Etapa 2: o circuito

O circuito usado para este projeto não é complicado, ele usa um amplificador OP (LM358) como regulador de entrada para o chip de exibição de 7 segmentos (CD4026BE). Projetei o circuito para que tenha 2 telas de 7 segmentos, o que dá a ele 99 dígitos ou 99 objetos possíveis para contar. Isso deve ser suficiente, mas se não for, você pode vincular outro display que lhe dará 999 dígitos, definitivamente o suficiente.

O botão no circuito é para reiniciar.

O potenciômetro serve para ajustar a sensibilidade do fotodiodo.

O diagrama do circuito acima é igual ao circuito da placa de ensaio. Pode ser um pouco difícil de ler, pois está compactado em um espaço confinado.

NOTA: O transistor na imagem do circuito da placa de ensaio está ao contrário, mas ainda deve funcionar. Eu aconselharia a invertê-lo, embora alguns transistores funcionem nos dois sentidos. Siga a fiação do transistor no diagrama de circuito se você estiver confuso.

Etapa 3: Teste de circuito

Antes de inserir o circuito no projeto, testá-lo é uma ideia inteligente. Eu modifiquei o circuito um pouquinho (mudando o LED IR em uma placa de ensaio diferente para criar o feixe IR entre ele e o fotodiodo). Conecte o circuito a uma fonte de alimentação de 9 V e os dígitos acenderão com dois zeros. Em seguida, interrompa o feixe IR entre o LED IR e o fotodiodo bloqueando-o com um dedo ou um objeto, agora um dos dígitos mudaria de 0 para 1, repita o processo e o circuito contará o número de vezes que o feixe IR foi quebrado (objetos).

A coisa mais inteligente a fazer agora é transformar este circuito em um PCB, infelizmente, eu tive problemas com o pedido do meu, então, no resto deste projeto, usarei a placa de ensaio.

Solução de problemas: se o seu circuito não funcionar corretamente, verifique:

Fiação, Direção do componente (polaridade ou a forma como os chips estão voltados) (especialmente o fotodiodo)

Fonte de energia, Par de IR (veja se eles funcionam juntos com um circuito simples de meus instrutíveis "Tudo sobre IR")

Etapa 4: o corpo

Meu projeto provavelmente não é o mais agradável visualmente, mas funciona bem.

Corte tudo, o tamanho realmente não importa, mas eu recomendaria que o ângulo de inclinação fosse entre 20 e 45 graus. A placa de base teria a placa de ensaio ou PCB montada nela para que houvesse um tamanho mínimo.

O material do corpo não importa realmente, mas eu escolheria algo fino e forte, como papelão comprimido.

Etapa 5: Cole

Monte a estrutura assim que tudo estiver cortado. Use fita adesiva para mantê-lo unido e aplique cola. A cola PVA é perfeita, mas demora um pouco para secar. Agora espere.

Uma vez confirmado que a cola secou, retire a fita e sua estrutura estará pronta.

Etapa 6: adicionar o circuito

Cole a placa de ensaio com o circuito no espaço vazio na base da estrutura. Certifique-se de que os visores de 7 segmentos estejam voltados para você para que possa ler os números da maneira correta.

Etapa 7: conectar o par de infravermelho

Dobre os terminais do LED IV e do fotodiodo a 90 graus. Solde alguns fios na extremidade dos terminais (o fio deve ser longo o suficiente para conectar o diodo de seu local de montagem à placa de ensaio). Em seguida, conecte o par IR à placa de ensaio.

Execute o circuito novamente apenas para ter certeza de que as juntas de solda funcionam.

Etapa 8: toques finais

Cole o par IR na encosta, certifique-se de que eles estão em ambos os lados e voltados um para o outro para criar o feixe de IR.

Esconda os fios colando-os na borda da encosta.

Em seguida, corte dois pedaços de papelão, com cerca de 5cm de comprimento e da altura das paredes de sua encosta. Coloque-o como mostrado na última imagem, segure-o com fita adesiva enquanto aplica cola para colar.

Feito isso, remova toda a fita, execute o circuito para verificar se ele ainda funciona corretamente. Se você quiser decorar, essa é a hora de fazê-lo.

Solução de problemas de circuito:

Se o contador não contar quando você interromper o feixe de infravermelho (mas estava funcionando antes), pode ser porque o feixe de infravermelho não foi completamente bloqueado, isso é causado por alguns reflexos irregulares que o papelão cria. Isso geralmente pode ser resolvido colando uma pequena tira de papel preto sob o LED IR para que absorva qualquer IR refletido. Se este não for o problema, verifique se há curto-circuito em algum dos diodos ao colá-los.

Etapa 9: Concluir

Agora acabou!

Ligue-o e comece a contar!