Infracrveni senzor blizine. Senzor blizine na IR zrakama IR senzor blizine vlastitim rukama

Kako biste privukli kupce ili kupce, možete napraviti automatizirani reklamni stalak ili izlog, u kojem će se pozadinsko osvjetljenje uključiti kada mu se osoba približi. Pokušaj korištenja standardnih senzora kretanja za to nije uspio, jer oni reagiraju na kretanje, a ne na prisutnost.

IR senzor blizine

Da, kada se osoba približi, senzor pokreta će uključiti reklamu, ali ako osoba stane i stoji, proučavajući reklamni štand ili izlog, reklama će se isključiti, jer neće biti kretanja. Trebamo senzor koji ne reagira na kretanje, već na činjenicu da osoba stoji ispred njega. Na primjer, senzor IR refleksije, čija je shema prikazana ovdje. Senzor se sastoji od "optičkog para" iz sustava daljinskog upravljanja televizora, infracrvene LED HL1 i rezonantnog fotodetektora HF1 podešenog na frekvenciju od 36 kHz.

LED i fotodetektor su usmjereni u jednom smjeru na mjesto ispred reklamnog stalka ili vitrine. Moraju biti smješteni tako da svjetlost iz NI ne pada izravno na HF1, već samo kada se reflektira od prepreke koja se nalazi ispred senzora. To jest, između njih bi trebala postojati neprozirna pregrada.

Multivibrator na elementima D1.3 i D1.4 generira impulse frekvencije 36 kHz (ta se frekvencija precizno podešava odabirom otpora R7). Ovi se impulsi dovode do baze ključa na tranzistoru VT3. U svom kolektorskom krugu uključena je infracrvena LED NI. Dioda koja emitira svjetlo
emitira bljeskove IR svjetla koji se ponavljaju na frekvenciji od 36 kHz, a intenzitet svjetla ovih bljeskova ovisi o struji kroz LED diodu čija se vrijednost podešava odabirom otpora otpornika R5.

Ako osoba stoji ispred senzora, bljeskovi svjetlosti koje emitira NI LED reflektiraju se od njega i padaju na fotodetektor HF1. U tom slučaju otvara se izlazni ključ fotodetektora i njegov izlaz (pin 3) bit će logička nula. Tranzistor VT1 se otvara i puni kondenzator C2. Napon na njemu je logična jedinica. Izlaz D1.2 također je logična jedinica.

Tranzistor VT2 se otvara i relej K1 sa svojim kontaktima (nisu prikazani na dijagramu) uključuje osvjetljenje stalka ili vitrine. Kada se osoba makne u stranu, svjetlo se ne gasi odmah, već nakon 23 sekunde (vrijeme za pražnjenje C2 kroz R3). Ovo je neophodno kako svjetlo ne bi treperilo kada se osoba kreće blizu reklamnog štanda ili izloga. Osjetljivost senzora (raspon do osobe) ovisi o otporu R5.

Senzor je dizajniran za kontrolu električne opreme ili za rad s njom sigurnosni sustav. Reagira na pristup osobe ili bilo kojeg predmeta u njemu. Ovisno o osjetljivosti koju postavlja otpornik za ugađanje, raspon odziva može biti od nekoliko metara do nekoliko centimetara.

Sklop se temelji na čipu LM567, koji je dekoder tonova. Budući da postavka frekvencije dekodiranja ovisi o frekvenciji ugrađenog oscilatora, te joj je zapravo jednaka, ta se frekvencija može koristiti kao izvor impulsa za modulaciju infracrvenog zračenja.

Frekvencija ugrađenog oscilatora mikro kruga ovisi o RC krugu R7-C2. U ovom slučaju, impulsi se mogu uzeti s pina 5 mikro kruga. Što se ovdje radi. Impulsi s izlaza 5 A1 kroz krug R4-C3 dovode se do ulaza pojačala na tranzistorima VT1 i VT2, na čijem se izlazu (u kolektorskom krugu VT1) uključuje infracrvena LED HL1.

Dakle, emiter IR signala je HL1, a fototranzistor VT3 je prijemnik.

HL1 i VT3 međusobno su smješteni tako da između njih nema izravne optičke veze. Oni su usmjereni u jednom smjeru - u tom smjeru, a između njih je neprozirna pregrada, koja može biti, na primjer, stolna ploča (na primjer, HL1 je na stolu, a VT3 je ispod stola).

Ako se osoba ili neki predmet pojavi ispred senzora, koji se sastoji od HL1 i VT3, IR zraka koju emitira HL1 LED reflektira se od njegove površine i ulazi u fototranzistor VT3. Budući da je snop moduliran impulsima iz generatora mikro kruga A1, na emiteru VT3 formiraju se fotostrujni impulsi iste frekvencije. Oni se dovode kroz otpornik za podešavanje R6, koji regulira osjetljivost, i kondenzator C1, na ulaz dekodera mikro kruga A1. Budući da se po frekvenciji podudaraju s frekvencijom generatora na R7 i C2, a ne može biti drugačije, ključ se otvara na izlazu mikro kruga A1, izlazi kao kolektor na svoj izlaz 8. To stvara struju na temelju tranzistor VT4. Otvara se i napon na njegovom kolektoru raste do napona napajanja.

Nominalni napon napajanja za LM567CN čip je 5V, a cijeli krug se ovdje napaja sa 12V. Stoga se napon napajanja mikro kruga snižava i stabilizira na razini od 5U pomoću parametarskog stabilizatora VD2-R11.

AL123A IR LED domaće proizvodnje može se zamijeniti gotovo svim IR LED-ima dizajniranim za sustave daljinskog upravljanja.

Ocjene R7 i C2 mogu se značajno razlikovati od onih navedenih u dijagramu. To praktički neće utjecati na rad senzora, jer isti krug R7-C2 radi iu generatoru referentne frekvencije za fazni detektor dekodera mikro kruga A1 iu generatoru za modulaciju IR zračenja LED. Odnosno, frekvencije odašiljanja i primanja su ionako iste, jer ih generira isti generator.

Svi korišteni kondenzatori moraju biti naznačeni za maksimalni napon koji nije niži od napona napajanja.

Osjetljivost senzora (raspon odziva) može se podesiti na dva načina. U prvom slučaju, to je otpornik za podešavanje R6, koji regulira osjetljivost dekodera. U drugom slučaju, to je odabir otpora otpornika R5, koji ograničava struju kroz infracrvenu LED. Ne biste trebali odabrati ovaj otpornik manji od 3-4 ohma.

Književnost:

1. "Dvije automatske kontrole rasvjete." i. Radio, 2008., broj 3, str.37.

Gorchuk N.V.

Roboti, poput smrti, svi ljudi stvarno trebaju osjetilne organe za navigaciju u prostoru. Infracrveni daljinomjer Sharp GP2Y0A21YK vrlo je prikladan za ovu ulogu ako trebate izbjeći prepreke ili znati gdje se prepreka otprilike nalazi.

Usput, možda kod kuće već imate jednog od robota koji koristi slične senzore. To su gotovo svi zdravi kineski robotski usisavači i, vjerujem, mnogi modeli Roomba. A vjerojatno i mnogi drugi.

A ako su ti senzori već našli mjesto u koliko-toliko ozbiljnoj tehnologiji, onda ćemo im naći i primjenu, zar ne?

Kako ne bih prevario, reći ću odmah: naručio sam ove senzore ne samo da se igram. Naprotiv, od samog početka sam znao da će mi koristiti kako bih napravio interaktivnu lampu koja mijenja intenzitet sjaja ovisno o položaju dlana iznad nje.

Naravno, stvarnost je napravila svoje prilagodbe i na kraju. Drugim riječima, ona sada ima pet načina rada: noćno svjetlo, prigušiva lampa, termometar, "Northern Lights" s ručnim podešavanjem i automatsko sjeverno svjetlo.

I osim toga - nekoliko servisnih funkcija: uključivanje i isključivanje pozadinske i gornje rasvjete u sobi.

Evo kako to funkcionira:

Pa, sada je vrijeme da razgovaramo više o senzoru, zahvaljujući kojem se sve dogodilo.

Kao što sam rekao na samom početku, Sharp GP2Y0A21YK je infracrveni daljinomjer. To znači da je opremljen IR emiterom i IR prijemnikom: prvi služi kao izvor zrake, čija refleksija hvata drugu. U isto vrijeme, IR zrake senzora za ljudsko oko nevidljivi (iako se crveni titraj može razaznati ako pogledate u senzor) i pri ovom su intenzitetu bezopasni.

Također nemaju nikakav učinak na kućne ljubimce.

Prema specifikacijama:

• Napon napajanja: 5V
• Maksimalna potrošnja struje: 40 mA (tipično - 30 mA)
• Raspon rada: 10 cm - 80 cm

A nedostaci su manji domet (za HC-SR04 oko 4 m) i ovisnost o vanjskim smetnjama, uključujući i određene vrste rasvjete. Na primjer, vidio sam da se spominje da sunčeva svjetlost može utjecati na očitanja senzora.

Senzor se isporučuje u Spartan kompletu, tj. sam senzor i kabel s konektorom za spajanje na senzor. S druge strane, tu su samo pokositrene žice, što nije baš zgodno za korištenje s Arduino Uno, ali je sasvim pogodno za kontrolere bez zalemljenih konektora. Budući da sam planirao koristiti senzor s Arduino Pro Mini, bilo je prilično prikladna opcija- Upravo sam zalemio žice na matičnu ploču.

Žice se razlikuju po boji: žuta - signal, crna - uzemljenje, crvena - snaga plus (+ 5V).

Izlaz senzora je analogni (iako je iz nekog razloga u podatkovnoj tablici napisan - digitalni). Odnosno, napon na njemu proporcionalan je udaljenosti do prepreke. Međutim, kao iu slučaju ultrazvuka, postoji razlika između različitih vrsta prepreka za senzor.

S tim u vezi, Sharp u podatkovnoj tablici daje podatke koristeći Kodak referentne kartice s refleksijom od 90% kao reflektorima. Sudeći po njemu, na 20 cm senzor proizvodi 1.3V.

Usporedimo s mojim eksperimentalnim podacima:

Podsjećam vas da Arduino analogni ulaz radi u rasponu od 0V - 5V i ima 1024 koraka, dakle izračun: (5/1024) * (očitanja senzora). Dakle, ako uzmemo u obzir činjenicu da svatko ima svoje (drhtave) ruke, onda se očitanja savršeno uklapaju u karakteristike senzora. I u isto vrijeme jasno je da crna površina čini svoje vlastite prilagodbe.

Dakle, sjaji

Pritom, kako je pažljivi čitatelj primijetio, postoji i jedna specifičnost. Suština je da kada je prepreka bliža od donje granice raspona (10 cm), senzor počinje smatrati da je prepreka, naprotiv, uklonjena (kada je pokrivena rukom, očitanja su fiksirana na 345 ).

Ovako izgleda:

Stoga zaključak: iako je za mnoge svrhe podatkovna tablica sasvim prikladna, ponekad ima smisla provoditi pokuse kako kasnije ne bi bilo nesnosno bolno. A to posebno vrijedi ako je senzor donekle udubljen (ili prekriven IC-transparentnim materijalom), što znači da može primati refleksije od zidova ili drugih elemenata kućišta.

Na primjer, susreo sam se s činjenicom da je Evlampia, instalirana na redovno mjesto nakon uspješno provedenih "desktop" testova, počela luditi. Isprva sam mislio da je kriva smetnja u napajanju i čak sam stavio par kondenzatora (10 uF i 0,1 uF) paralelno s napajanjem senzora, povukao Arduino analogni ulaz na nulu kroz otpornik od 10 kOhm, pa čak i kupio utičnica za zaštitu od prenapona.

Ali kada to nije pomoglo, ponovno se vratio za stol, gdje je zakrenuo senzor u različitim smjerovima i vidio da se zapravo, čak i ako je udaljenost do najbliže prepreke veća od 80 cm, očitanja senzora primjetno mijenjaju. Dakle, ako su vaši štićenici neadekvatni - provjerite stvarni iskaz u stvarnim uvjetima.

Evo, na primjer, elementarne skice koja, prvo, prikazuje očitanja senzora u intervalu od pola sekunde, i, drugo, pali Arduino LED ako očitanja padnu u raspon od 100 do 200:

// Žuto - A0, Crno - uzemljenje, Crveno - +5V unsigned int l; void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(A0, INPUT); pinMode(13, OUTPUT); l = 0; ) void loop() ( l = analogRead(A0); Serial.println(l); kašnjenje (1000); ako (l > 100 && l< 200) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } }

Ukratko, senzor je, iako pomalo zahtjevan, vrlo jednostavan za korištenje i relativno jeftin.

Može se koristiti u robotima, kao i za kontrolu raskrižja vrata, u nekim interaktivnim uređajima kojima se upravlja gestama i u nečem drugom što će vam fantazija reći.