Sensor de proximidade infravermelho usando LM358: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este é um instrutivo sobre como fazer um sensor de proximidade IR

Etapa 1: Assistir ao vídeo

Antes de prosseguirmos, recomendo que você assista ao vídeo completo primeiro. Lá você encontrará o processo completo sobre como fazer este circuito simples em uma placa de ensaio. Visite meu canal 'ElectroMaker' para mais detalhes.

Etapa 2: dê uma olhada no esquema

Etapa 3: Solicite as peças necessárias

IC1- Qualquer OP-Amp IC funcionará como LM324, LM358, CA3130 etc. (Estamos usando-o como um comparador)

R1- 100K Ω Potenciômetro / Resistor Variável

R2- 100 Ω - 1K Ω

R3- 10K Ω

L1- LED infravermelho (LED IR) (transmissor IR)

L2- Receptor infravermelho (foto-diodo IR) (Sensor IR)

L3- LED normal (qualquer cor, a cor realmente não importa)

B1- 6 a 12 Volts DC

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Etapa 4: Como funciona este circuito?

Bem, nosso objetivo neste circuito é acender um LED ou Buzzer sempre que algum obstáculo se aproximar do sensor, então primeiro temos um fotodiodo infravermelho cujo terminal negativo está conectado ao trilho positivo e seu terminal positivo ao negativo Por meio de um resistor de 10K Ω. Sempre que a luz infravermelha incide sobre o fotodiodo, uma pequena quantidade de corrente é produzida, que é muito menor em magnitude em algum lugar na faixa de Micro-Amperes. Então precisamos de luz infravermelha, certo? Então nós usamos um infravermelho com um resistor limitador de corrente para nos fornecer alguma luz infravermelha, então o que acontece é que quando qualquer obstáculo ou qualquer objeto se aproxima da luz infravermelha, a luz infravermelha atinge o objeto ou obstáculo que está na frente do LED infravermelho e reflete de volta para o fotodiodo infravermelho que então o converte em certa quantidade de corrente (na faixa de micro-amperes) e como temos um resistor de 10K Ω do terminal positivo do fotodiodo para GND, a pequena corrente é convertida em voltagem e que é calculado pela lei de ohms (V = IR) onde R é constante 10K Ω e I cuja corrente muda com a quantidade de luz infravermelha incidindo sobre ele. Digamos que quando a distância b / w IR LED e o obstáculo é de 2 cm, a corrente produzida pelo fotodiodo é de 200 micro amperes (não o valor exato, pode ser diferente), então a tensão será de 0,0002 amperes (200 micro amperes) * 10000Ω (10KΩ) = 2 Volts. Quanto mais luz infravermelha cair, maior será a corrente produzida pelo fotodiodo e isso significa maior a tensão no terminal positivo do fotodiodo e vice-versa. Então temos um resistor Potenciômetro / Variável que atua como um divisor de tensão. A fórmula para calcular Vout = (Rbottom / Rbottom + Rtop * Vin) então quando o potenciômetro está mais para o GND (negativo), o que também significa que a resistência para Vcc (positivo) é mais do que para GND, então a tensão no pino do meio do potenciômetro (Vout) estará alto e vice-versa. Isso significa que podemos variar nossa tensão de saída de 0 a 9 Volts (o máximo é a própria tensão de entrada). Agora temos duas tensões, uma do fotodiodo e outra do resistor variável (potenciômetro), então como podemos usar essas duas tensões para acionar um LED? A melhor maneira é comparar essas duas tensões diferentes. E faremos isso usando um componente chamado 'Comparador' que é apenas um amplificador operacional sem qualquer feedback anexado a sua saída e entrada não inversora (marcada com o sinal +), que funciona como um comparador. Em termos simples, se a tensão na entrada não inversora (marcada com +) for maior do que a tensão na entrada inversora (marcada com -), a saída será alta (tensão positiva de saída) e vice-versa. Portanto, conectamos o pino do meio do potenciômetro (tensão de saída ajustável) Entrada inversora (Pino 2 do LM358 que estamos usando) e o terminal positivo do fotodiodo (a tensão depende da luz infravermelha) à entrada não inversora (Pino 3) Assim, sempre que a tensão no Pino 3 fica maior do que no Pino 2, o Pino 1 (saída do comparador) fica alto (a tensão de saída será sua própria tensão de entrada + pequena perda de tensão que é minúscula e quase imperceptível, e quando o Pino 2 é maior que o Pin3, a saída fica Low (0V) Agora você sabe porque chamamos aquele potenciômetro de controle de sensibilidade. Se você tiver dúvidas em algo, sinta-se à vontade para nos perguntar na seção de comentários de nossos vídeos.

Etapa 5: guia de solução de problemas

Se o seu circuito não funcionar, siga as etapas abaixo. Se não ajudar, sinta-se à vontade para nos perguntar na seção de comentários de nossos vídeos.

1. Verifique o IC (OP-AMP) (COMPARADOR)

2. Certifique-se de ter conectado os pinos do comparador da maneira certa

3. Certifique-se de que as outras conexões estejam corretas

4. Certifique-se de que seu fotodiodo está bom, tente usar outro

5. Certifique-se de que o seu LED IV está bom conectando-o a qualquer bateria junto com um resistor da série 1K OHM e vendo-o através de uma câmera digital (tem uma cor rosada e não é visível a olho nu)

6. Certifique-se de que o seu potenciômetro está conectado da maneira certa

7. Se o seu LED OU BUZZER piscar ou soar continuamente, gire o seu potenciômetro mais para a fonte de alimentação positiva

8. Certifique-se de que sua fonte de alimentação está conectada da maneira correta. Seu circuito pode ser danificado pela exposição a altas tensões ou polaridades reversas.