Infraqizil to'siq sensori. Com adapteri. Ishchi diagrammasi. RS232-TTL

K561LN2 mikrosxemasida yig'ilgan infraqizil nurlar yordamida to'siq sensori tavsifi va diagrammasi. Uy qurilishi elektr jihozlari, harakatlanuvchi o'yinchoqlar va boshqa shunga o'xshash avtomatlashtirilgan qurilmalarni ishlab chiqishda hal qilinishi kerak bo'lgan muammolardan biri bu to'siqlarni aniqlash va ulardan qochish, shuningdek, to'siqlarni aniqlash va yaqinlashib kelayotgan ob'ektlardir.

Ushbu maqsadlar uchun kontakt sensorlaridan foydalanish har doim ham qulay emas, chunki u sensorning dizayniga qarab ma'lum bir chegara kuchi bilan to'siq bilan mexanik aloqani talab qiladi, bu har doim ham istalmagan. To'siqni sezmaydigan, lekin uni ko'radigan kontaktsiz sensor ancha qulay, ishonchli va samarali.

Mana tavsif oddiy sensor, infraqizil nurlanishda ko'rish va maishiy texnikaning masofadan boshqarish tizimlarining qismlaridan tayyorlangan. To'siqlarni aniqlashning maksimal diapazoni bir metr yoki undan ko'proqqa yetishi mumkin, lekin agar bu juda ko'p bo'lsa (masalan, siz atigi bir santimetrga yaqinlashishingiz kerak), ulangan rezistorning qarshiligini oshirish orqali uning diapazoni juda oson qisqartirilishi mumkin. chiqaradigan IR LED bilan ketma-ket.

Sxematik diagramma

Sensor diagrammasi matndagi rasmda ko'rsatilgan. U K561LN2 mikrosxemasi asosida ishlab chiqarilgan bo'lib, unda yuk ko'taruvchi oltita invertor va shunga o'xshash tizim elementlari mavjud. masofaviy boshqarish infraqizil LED va infraqizil foto qabul qiluvchi kabi uskunalar. Integral fotodetektor, 33 kHz IR oqimi modulyatsiyasi chastotasida.

Guruch. 1. IQ nurlari yordamida to'siq sensorining sxematik diagrammasi.

Funktsional jihatdan sxema qabul qiluvchi va emitentdan iborat. Qabul qilgich o'rnatilgan HF1 fotodetektori va D1.1 mantiqiy elementidan iborat. Emitent IR LED HL1 va D1.2-D1.6 elementlariga asoslangan 33 kHz impuls generatoridan iborat. Fotodetektor va LED doskada yonma-yon joylashgan va bir yo'nalishda - to'siq tomon yo'naltirilgan.

Bosilgan elektron plata

Guruch. 2. Bosilgan elektron plata Sensor davri uchun.

Ularning orasida shaffof bo'lmagan qism mavjud. Sezuvchanlik (diapazon) qarshilik R3 ni tanlash orqali tartibga solinadi (diagrammada minimal qarshilik maksimal sezgirlikni beradi).

Gorbunov S. RK-2016-09.

YL-63 (FC-51) robot avtomobillari uchun IR to'siq sensori
Aqlli avtomobil to'siqlaridan qochish sensori moduli infraqizil quvur moduli aks ettiruvchi fotoelektrik sensor

YL-63 kontaktsiz sensori deyarli noldan belgilangan chegaragacha bo'lgan masofadagi ob'ektlarni ular bilan bevosita aloqa qilmasdan aniqlaydi. Turli ishlab chiqaruvchilar bir xil qurilmaga turli nomlar bering. Ba'zilar taqdim etilgan sensorni YL-63, boshqalari FC-51 deb atashadi. Sensor ob'ektgacha bo'lgan masofa haqida ma'lumot talab qilinmaganda foydalanish uchun mo'ljallangan, faqat uning mavjudligi yoki yo'qligi haqida. Maksimal aniqlash masofasi sozlamaga bog'liq. YL-63 sensori diskret chiqishga ega. Bu optik sensor boshqariladigan fazoda aks ettirilgan infraqizil (IR) nurlanish intensivligining oshishini qayd etish. Aks ettirilgan nurlanishning o'zgarishi mexanizmlarning harakatlanuvchi qismlari yoki atrofdagi ob'ektlarning harakati tufayli sodir bo'ladi. YL-63 harakatlanuvchi ob'ektga joylashtirilishi mumkin, bu uning atrofdagi kosmosdagi o'rnini aniqlaydi. U g'ildirakli va izli avtomatik transport vositalarini harakatlantirishda to'siqlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Sensor boshqaruv va avtomatlashtirish tizimlari sohasida talabalar uchun ko'rgazmali qo'llanmaning bir qismiga aylanishi mumkin.
Qurilmada IQ nurlanish manbai va fotodetektor mavjud. Radiatsiya to'siqdan aks ettiriladi va fotodetektor tomonidan qayd etiladi. U LM393 komparatoriga signal uzatadi, u fotodetektorning ma'lum darajada yoritilishida ishlash uchun tuzilgan. Taqqoslovchi YL-63 sensorining chiqishida past yoki yuqori mantiqiy darajada signal hosil qiladi.

YL-63 optik sensori diffuziya sinfiga tegishli. Datchiklar guruhining nomi ko'p yo'nalishlarda nurlanishni aks ettirish uchun sensorning asosiy ishlashi - aks ettiruvchi sirt bilan nurlanishning tarqalishi tufayli paydo bo'lgan.
Qurilmaning ishlashi fotodetektorning yoritilishini aniqlashdan iborat. YL-63 aks ettirilgan nurlanishni aniqlaganligi sababli, masofani o'lchashda turli xil materiallardan yasalgan ob'ektlar sirtlarining turli xil aks etishi tufayli yuzaga kelgan xatolik mavjud.

dan aks ettirish uchun masofa koeffitsientlari turli materiallar.

Taxometrni sezish moslamasini ishlatish uchun turli materiallardan nurlanishning turli xil aks etishi va yutilishi qo'llaniladi. Faraz qilaylik, bizda bor. Dvigatel milining daqiqasiga aylanishlar sonini bilishingiz kerak. YL-63 bizga yordam beradi. Bir parcha oq qog'ozni volanga yopishtirish kifoya, sensor nurini volanga yo'naltirish va biz takometrni sezish moslamasini olamiz.
Turli shovqinlarning ta'sirini kamaytirish uchun ishlov beruvchi mikrokontroller sensordan olingan ma'lumotlarni qisqa vaqt ichida to'playdi va o'rtacha hisoblashni amalga oshiradi. YL-63 sensori mikrokontrollerga ega bo'lmagan qurilmalarda ishlashi mumkin.

Variantlar

Ta'minot kuchlanishi 3,3-5 V
Aniqlash masofasi aks ettiruvchi oq mat tekislikka 0,02-0,3 m
Aniqlash burchagi 35 °
O'lchamlari 43 x 16 x 7 mm

Kontaktlar

YL-63 to'siq sensori, shuningdek, FC-51 sifatida ham tanilgan, uch pinli ulagichli vilkaga ega:
VCC - quvvat manbai,
GND - umumiy sim,
OUT - chiqish.

Ko'rsatkichlar

Modul taxtasida ikkita ko'rsatkich mavjud. Yashil yonish quvvat yoqilganligini bildiradi. Aniqlash zonasida biror narsa bo'lsa, qizil LED yonadi.

Sensor masofasini o'rnatish

Qurilmani sozlashni aniqlash indikatori osonlashtiradi. Bu sizga YL-63 aka FC-51 ni real sharoitda ishlash uchun sozlash imkonini beradi. Sensorning sezgirligini o'rnatish taxtaga o'rnatilgan o'zgaruvchan qarshilik yordamida amalga oshiriladi. To'siq sensorning fotosurat qurilmalaridan kerakli masofaga o'rnatiladi. YL-63 modul platasida o'zgaruvchan rezistorning harakatlanuvchi kontaktini aylantirib, siz javob masofasini o'rnatasiz va qizil LEDni yoqasiz. Keyin sezish masofasi aks ettiruvchi ob'ektni harakatlantirish orqali tekshiriladi. Sozlama kamida uch marta takrorlanadi.

Arduino signallarini qayta ishlash uchun dasturYL-63

Sensor signali Arduino ning 12-piniga beriladi.

O'rnatishni bekor qilish() (
Serial.begin(9600);
pinMode (12, INPUT);
}
void loop() (
Serial.print("Signal: ");
Serial.println(digitalRead(12));
kechikish (500);
}

Ushbu sharhda biz MH-B deb nomlangan infraqizil to'siq sensori modulini ko'rib chiqamiz va sinab ko'ramiz. Modul LM393 qo'sh komparatoriga qurilgan.

Buyurtma Xitoyning Aliexpress onlayn-do'konida amalga oshirildi. Sensorning narxi ~ 20 rubl:

Tovarlar Gruziyaga “4PX” kompaniyasi tomonidan tekin yetkazib berildi Singapore Post OM Pro" standart paketida:

Modul taxtasi antistatik sumkada germetik tarzda yopilgan va polietilen bilan sivilceler bilan o'ralgan:

Doskaning bir tomonida quvvat berish va signalni olib tashlash uchun pinlar mavjud, qarama-qarshi tomonda infraqizil LED va fotodiod bir-biriga parallel ravishda o'rnatilgan bo'lib, uning mavjudligini aniqlash uchun to'siq tomon yo'naltirilishi kerak:

Barcha kontaktlar imzolangan va modulga ulanish juda oson bo'ladi:

• VCC ta'minot kuchlanishi bilan ta'minlangan;
• GND pin - umumiy;
• Signal OUT pinidan chiqariladi.

Kengashning boshqa tomonida +OUT deb yozilgan, ammo bu mutlaqo to'g'ri emas va biz bu haqda keyinroq gaplashamiz:

Radioelementlardan tayyorlangan fotodiodli mikrosxema va LEDga qo'shimcha ravishda modul quyidagilarga ega:

• quvvat ko'rsatkichi LED;
• signal ko'rsatkichi LED;
• LEDlar uchun ikkita 1 kOhm söndürme rezistorlari;
• 100 ohm infraqizil LED söndürme qarshiligi
• ikkita 10 kOhm kuchlanishli rezistorlar;
• 10 kOhm trim qarshiligi
• ikkita 0,1 mkF baypas kondansatkichlari;

Yuqorida aytib o'tilganidek, modul LM393 er-xotin komparatorga asoslangan. Keling, ushbu chip uchun hujjatlarni qisqacha ko'rib chiqaylik:

LM393 seriyali ikkita mustaqil aniqlikdagi kuchlanish komparatorlari bo'lib, bitta yoki bo'linish bilan ishlashga qodir. Ushbu qurilmalar bitta quvvat rejimi bilan biridan ikkinchisiga umumiy ishlashni ta'minlash uchun mo'ljallangan. 2,0 mV gacha bo'lgan kirish kuchlanishining ofset xususiyatlari ushbu qurilmani ko'plab iste'molchi, avtomobil va sanoat elektronikasi ilovalari uchun ajoyib tanlov qiladi. LM393 komparatorining xususiyatlari:

• Keng quvvat diapazoni to'g'ridan-to'g'ri oqim yagona manba (2,0 V dan 36 V gacha);
• Bipolyar quvvat manbai oralig'i 1,0 V dan 18 V shahargacha;
• Besleme zo'riqishidan (0,4 mA) mustaqil bo'lgan juda past sokin oqim;
• Umumiy rejimdagi past oqim oqimi (25 nA);
• Past differentsial kirish oqimi (5nA);
• Past kirish ofset kuchlanishi (maksimal 5,0 mV);
• Differensial kirish kuchlanishi besleme kuchlanishiga teng;
• DTL, ECL, TTL, MOS va CMOS mantiqiy darajalariga mos keladigan chiqish kuchlanishi;
• Harorat muhit 0 ° C dan 70 ° C gacha.

Mikrosxema sakkizta pinga ega, ulardan ikkitasi umumiy (4) va ortiqcha quvvat (8), ikkita boshqa chiqish: 1 - taqqoslagich A chiqishi, 7 - solishtirgich B chiqishi. 2 va 3 pinlar mos ravishda teskari va A taqqoslagichning to'g'ridan-to'g'ri kiritilishi va mos ravishda 5 va 6 pinlari, B taqqoslagichining to'g'ridan-to'g'ri va teskari kirishlari. Shuningdek, taqqoslagichlardan birining ichki sxemasini taqdim etaman:

Diagrammadan ko'rinib turibdiki, komparator chiqishi ochiq kollektor tranzistoriga asoslangan kaskaddir.

Butun yig'ilgan modul gugurt cho'pining uzunligidan uzun emas va kichik joyga osongina joylashishi mumkin:

Keling, tekshirishga o'tamiz va buning uchun bizga kerak bo'ladi:

1. modul pinlariga ulanish uchun ulagich;
2. 220 Ohm qarshilikka ega bo'lgan LED uchun oqim cheklovchi qarshilik;
3. va, albatta, modulning o'zi

Biz eng ko'p tekshiramiz oddiy tarzda, hech qanday kontrollerlarsiz va bularning barchasini quyidagi sxema bo'yicha bog'laymiz:

Modulning tavsifida aytilishicha, u 3 V dan 5 V gacha kuchlanishda ishlaydi va biz 5 V kuchlanish kuchlanishi bilan sinovdan o'tamiz. Men bir xususiyatni qayd etmoqchiman - boshida men chiqish pinining etiketli ekanligini aytdim. +OUT va bu mutlaqo to'g'ri emas. Modul o'rnatilgan komparatorning ichki sxemasidan ko'rinib turibdiki, chiqish tranzistorining kollektori hech qanday joyga ulanmagan va unda "+" bo'lishi mumkin emas, garchi modulda 10 kOhm egilish qarshiligi o'rnatilgan bo'lsa ham. chiqish va ijobiy quvvat manbai o'rtasidagi plata, lekin ba'zi hollarda bu etarli bo'lmasligi mumkin va bu holda chiqish teskari ishlaydi: sensor ishga tushirilganda, chiqish mantiqiy "0" bo'ladi. Ba'zi hunarmandchilikni loyihalashda buni hisobga olish kerak. Avvaliga men hali ham taxtadagi yozuvga ishonardim va LEDni chiqish va umumiy sim o'rtasida uladim, lekin modul oldida to'siqsiz quvvat yoqilganda va ish paytida to'siq paydo bo'lganda LED darhol porlay boshladi. 3 sm ichida olib kelindi, aksincha chiqib ketdi:

Chiqish va quvvat manbai ijobiy o'rtasida LEDni ulashim kerak edi. Biz yig'amiz to'g'ri sxema va ta'minot kuchlanishini qo'llang:

Ko'ryapmizki, to'siqsiz LED yonmaydi.

Biz oqimni o'lchaymiz va dam olish rejimida to'siqsiz oqim iste'moli 36 mA ekanligini ko'ramiz:

Ishga tushgandan so'ng, signal mavjudligini ko'rsatadigan LED yonadi va oqim iste'moli 47 mA ga oshadi:

Kesish rezistorining qarshiligini o'zgartirib, men sensorning barqaror minimal va maksimal mumkin bo'lgan javob masofasini o'lchadim. Kesish rezistorining o'qi soat sohasi farqli ravishda aylantirilsa, javob masofasi pasayadi va minimal mumkin bo'lgan masofa 1 sm ni tashkil qiladi:

Kesish qarshiligining o'qi soat yo'nalishi bo'yicha aylantirilsa, sensorning javob masofasi ortadi va sensorning maksimal ishonchli javob masofasi taxminan 12 sm edi.

eng oddiy infraqizil sensor to'siq mavjudligi haqida xabar beradigan , faqat bitta tranzistor bilan amalga oshirilishi mumkin. Ushbu uy qurilishi mahsuloti, ehtimol, yo'q amaliy foydalanish, lekin infraqizil to'siq sensori ishlashini ko'rsatadigan nazariy. Albatta, hech kim bizni amaliy qo'llashni, aytaylik, oddiy robotlarni qurishda bezovta qilmaydi.

Infraqizil to'siq sensori sxemasi

Sensorni yig'ish

To'g'ridan-to'g'ri, gapirishning boshqa usuli bo'lishi mumkin emas! lm311 - komparator (narxi 9-10 rubl, umumiy). Taqqoslovchi 2 ta kiritilgan miqdorni solishtiradi. Diagrammada bitta kirish qiymati o'zgaruvchan qarshilik tomonidan o'rnatiladigan "ideal kuchlanish" dir, ikkinchi qiymat - foto tranzistor orqali komparatorning ikkinchi kirishiga o'tadigan qiymat. Qiymatlarni taqqoslab, taqqoslash xulosa qiladi. Agar LED nuri foto tranzistorda porlasa (yoki sirtdan ko'rsatilsa), u holda chiqish Signal mantiqiy nol o'rnatiladi. Agar nur ko'rsatilmasa va fototransistorga tegmasa, LED yonadi...

Biz fotodiodlar, fototransistorlar va IR rölesini sinab ko'rdik. Va xulosa chiqarildi. Ushbu sxema bo'yicha eng yaxshi sensorlar: 5 mm fotodiodlar. Va 3 mm fototransistorlar. Juda ko'p .. lar bor turli xil fotosuratlar qurilmalar va ehtimol siz o'zingiz uchun biror narsani tanlaysiz.
Yangi boshlanuvchilar uchun non taxtasida ishlab chiqarish afzalroqdir.

330 Ohm rezistorlar o'rniga taxminan 91-100 Ohm rezistorlarni o'rnatish mumkin.
Kengash iste'moli minimaldir.
Diapazon:
Fotosurat to'sig'ini tashkil qilishda masofa bir metrga etadi - LED va fotodetektorni aniq sozlash sharti bilan.
Chiziq yoki to'siqni aniqlash uchun sensorni tashkil qilishda masofa 2-15 santimetrga etdi.

Sensor ishlab chiqarilgan, u ishlaydi, sinovdan o'tdi, uning ishlashi isbotlangan!
Savollaringiz izohlarda.
Sensor o'rnatilgan ADC va komparatorga ega bo'lmagan mikrokontroller bilan birgalikda ishlatilgan.

Com adapteri. Ishchi diagrammasi. RS232-TTL