Μετρητής αντικειμένων με χρήση IR: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Σε αυτό το μικρό έργο, θα δημιουργήσουμε έναν εντελώς αυτόματο μετρητή αντικειμένων με απλή προβολή τμήματος. Αυτό το έργο είναι μάλλον απλό και ενσωματώνει μόνο απλά ηλεκτρονικά. Αυτό το κύκλωμα βασίζεται στην υπέρυθρη ακτινοβολία για την ανίχνευση αντικειμένων, για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας του IR, επισκεφθείτε το IR Instructables. Μπορείτε να μάθετε τα πάντα για τις βασικές έννοιες του IR εκεί.

Προμήθειες

Πρώτες ύλες: A4 CardBoard (Για την κατασκευή του σώματος και της βάσης)

Κύκλωμα:

Breadboard x1

CD4026BE x2

LM358 x1

2n222/BC547 x1 (ή οποιοδήποτε ισοδύναμο τρανζίστορ)

Κουμπί 2 ακίδων x1

Ποτενσιόμετρο 10k x1

220 ohm αντίσταση x2

680ohm αντίσταση x2

10k αντίσταση x2

2x κοινή οθόνη 7 τμημάτων κοινής καθόδου

IR LED x1

Φωτοδίοδος x1

Πολλά καλώδια jumper

Τροφοδοτικό 9v

Εργαλεία: Συγκολλητικό σίδερο, απογυμνωτής/κόφτης σύρματος, μαχαίρι κοπής, κόλλα PVA, μοιρογνωμόνιο, χάρακα κ.λπ.

Βήμα 1: Προεπισκόπηση

Η ιδέα αυτού του έργου είναι να δημιουργήσει έναν μετρητή αντικειμένων για να μετρήσει μικρά πράγματα όπως εξαρτήματα, τούβλα Lego, χάντρες κ.λπ. Τα αντικείμενα θα πέσουν σε μια ράμπα, θα κυλήσει προς τα κάτω σε ένα δοχείο στο κάτω μέρος, αλλά θα εντοπιστεί από ένα ζευγάρι ανιχνευτών IR.

Η έξοδος του Photodiode θα περάσει από μια πύλη NOT και στη συνέχεια στο συγκριτικό. Οι παραπάνω εικόνες δείχνουν πώς το ζεύγος IR ανιχνεύει ένα αντικείμενο.

Βήμα 2: Το κύκλωμα

Το κύκλωμα που χρησιμοποιείται για αυτό το έργο δεν είναι περίπλοκο, χρησιμοποιεί ενισχυτή OP (LM358) ως ρυθμιστή εισόδου για το τσιπ οθόνης 7 τμημάτων (CD4026BE). Σχεδίασα το κύκλωμα έτσι ώστε να έχει 2 οθόνες 7 τμημάτων που του δίνουν 99 ψηφία ή 99 πιθανά αντικείμενα για μέτρηση. Αυτό θα πρέπει να είναι αρκετό, αλλά αν δεν είναι, τότε μπορείτε να συνδέσετε μια άλλη οθόνη που θα σας δώσει 999 ψηφία, σίγουρα αρκετά.

Το κουμπί στο κύκλωμα είναι για επαναφορά.

Το ποτενσιόμετρο είναι για να ρυθμίσει την ευαισθησία της φωτοδιόδου.

Το παραπάνω διάγραμμα κυκλώματος είναι το ίδιο με το κύκλωμα του breadboard. Μπορεί να είναι λίγο δύσκολο να διαβαστεί καθώς συμπιέζεται σε περιορισμένο χώρο.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Το τρανζίστορ στην εικόνα του κυκλώματος του breadboard είναι λάθος, αλλά θα πρέπει ακόμα να λειτουργεί. Θα σας συμβούλευα να το γυρίσετε, παρόλο που ορισμένα τρανζίστορ λειτουργούν και με τους δύο τρόπους. Ακολουθήστε την καλωδίωση του τρανζίστορ στο διάγραμμα κυκλώματος εάν έχετε μπερδευτεί.

Βήμα 3: Δοκιμή κυκλώματος

Πριν ενσωματώσετε το κύκλωμα στο έργο, η δοκιμή του είναι μια έξυπνη ιδέα. Έχω τροποποιήσει λίγο το κύκλωμα (αλλάζοντας το LED IR σε διαφορετική σανίδα για να δημιουργήσω την ακτίνα IR μεταξύ αυτού και της φωτοδιόδου). Συνδέστε το κύκλωμα σε τροφοδοτικό 9v και τα ψηφία θα ανάψουν με δύο 0. Στη συνέχεια, σπάστε τη δέσμη IR μεταξύ του LED LED και της φωτοδιόδου αποκλείοντάς την με ένα δάχτυλο ή ένα αντικείμενο, τώρα ένα από τα ψηφία θα γυρίσει από 0 σε 1, θα επαναλάβετε τη διαδικασία και το κύκλωμα θα μετρήσει τον αριθμό των φορών που ήταν η δέσμη IR σπασμένα (αντικείμενα).

Το έξυπνο πράγμα που πρέπει να κάνετε τώρα είναι να μετατρέψετε αυτό το κύκλωμα σε PCB, δυστυχώς, έχω προβλήματα με την παραγγελία του δικού μου, οπότε για το υπόλοιπο αυτού του έργου, θα χρησιμοποιήσω το breadboard.

Αντιμετώπιση προβλημάτων: Εάν το κύκλωμά σας δυσλειτουργεί, ελέγξτε:

Καλωδίωση, Κατεύθυνση εξαρτήματος (πολικότητα ή ο τρόπος με τον οποίο βλέπουν τα τσιπ) (Ειδικά το Photodiode)

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, Ζεύγος IR (δείτε αν συνεργάζονται με ένα απλό κύκλωμα από τις οδηγίες μου "All about IR")

Βήμα 4: Το σώμα

Ο σχεδιασμός μου πιθανότατα δεν είναι ο πιο οπτικός, αλλά λειτουργεί καλά.

Κόψτε τα πάντα, το μέγεθος δεν έχει πραγματικά σημασία, αλλά θα συνιστούσα τη γωνία κλίσης να είναι μεταξύ 20 και 45 μοιρών. Η πλάκα βάσης θα έχει τοποθετημένο το breadboard ή το PCB έτσι ώστε να υπάρχει ένα ελάχιστο μέγεθος.

Το υλικό του σώματος δεν έχει πραγματικά σημασία αλλά θα επέλεγα κάτι λεπτό και δυνατό όπως το συμπιεσμένο χαρτόνι.

Βήμα 5: Κολλήστε το

Συναρμολογήστε τη δομή μόλις τα κόψετε όλα. Χρησιμοποιήστε ταινία για να το κρατήσετε ενωμένο και εφαρμόστε κόλλα. Η κόλλα PVA είναι τέλεια, αλλά χρειάζεται λίγος χρόνος για να στεγνώσει. Τώρα, περίμενε.

Μόλις επιβεβαιωθεί ότι η κόλλα έχει στεγνώσει, ξεφλουδίστε την ταινία και τελειώστε τη δομή σας.

Βήμα 6: Προσθέστε το κύκλωμα

Κολλήστε το breadboard με το κύκλωμα στον κενό χώρο στη βάση της δομής. Βεβαιωθείτε ότι οι οθόνες των 7 τμημάτων είναι στραμμένες προς το μέρος σας, ώστε να μπορείτε να διαβάσετε τους αριθμούς σωστά.

Βήμα 7: Συνδέστε το ζεύγος IR

Λυγίστε τους ακροδέκτες τόσο του IR LED όσο και του Φωτοδιόδου σε 90 μοίρες. Συγκολλήστε μερικά καλώδια στο τέλος των ακροδεκτών (το σύρμα πρέπει να είναι αρκετά μακρύ για να συνδέσει τη δίοδο από τη θέση στερέωσής της στο ψωμί). Στη συνέχεια, συνδέστε το ζεύγος IR στο Breadboard.

Εκτελέστε ξανά το κύκλωμά σας για να βεβαιωθείτε ότι οι αρμοί συγκόλλησης λειτουργούν.

Βήμα 8: Τελικές πινελιές

Κολλήστε το ζεύγος IR στην κλίση, βεβαιωθείτε ότι βρίσκονται και στις δύο πλευρές και το ένα απέναντι στο άλλο για να δημιουργήσετε τη δέσμη του IR.

Κρύψτε τα σύρματα κολλώντας τα στην άκρη της κλίσης.

Στη συνέχεια κόψτε δύο κομμάτια χαρτόνι, μήκους περίπου 5 εκατοστών και το ύψος των τοίχων της πλαγιάς σας. Βάλτε το όπως φαίνεται στην τελευταία εικόνα, κρατήστε το πατημένο με ταινία καθώς εφαρμόζετε κόλλα για να το κολλήσετε.

Μόλις γίνει αυτό, αφαιρέστε όλη την ταινία, εκτελέστε το κύκλωμα για να ελέγξετε ότι εξακολουθεί να λειτουργεί σωστά. Αν θέλετε να το διακοσμήσετε, τότε είναι η κατάλληλη στιγμή να το κάνετε.

Αντιμετώπιση προβλημάτων κυκλώματος:

Εάν ο μετρητής δεν μετράει όταν σπάτε τη δέσμη IR (αλλά λειτουργούσε νωρίτερα), τότε μπορεί να οφείλεται στο ότι η δέσμη IR δεν έχει αποκλειστεί εντελώς, αυτό προκαλείται από κάποιες ακανόνιστες ανακλάσεις που δημιουργεί το χαρτόνι. Αυτό συνήθως μπορεί να λυθεί κολλώντας μια μικροσκοπική λωρίδα μαύρου χαρτιού κάτω από το LED IR έτσι ώστε να απορροφά κάθε ανακλώμενο IR. Εάν αυτό δεν είναι το πρόβλημα, ελέγξτε αν έχετε βραχυκυκλώσει κάποια από τις διόδους όταν τις κολλάτε.

Βήμα 9: Τέλος

Τώρα τελείωσε!

Ενεργοποιήστε το και ξεκινήστε να μετράτε!