4 सरल निकटता सेंसर सर्किट - आईसी LM358, आईसी LM567, आईसी 555 का उपयोग करना

एक आईआर निकटता सेंसर एक उपकरण है जो किसी वस्तु या मानव की उपस्थिति का पता लगाता है जब यह सेंसर से पूर्व निर्धारित सीमा के भीतर होता है, प्रतिबिंबित अवरक्त बीम के माध्यम से।

तीन उपयोगी निकटता संवेदक अवधारणाएं यहां बताई गई हैं, पहली अवधारणा एक साधारण ओप्पम LM358 पर आधारित है, दूसरा आईसी LM567 का उपयोग करने वाला है जो एक चरण लॉक लूप सिद्धांत के साथ कार्य करता है जो पता लगाने के लिए बहुत सटीक प्रतिक्रिया सुनिश्चित करता है। तीसरा सर्किट सर्वव्यापी आईसी 555 का उपयोग करके काम करता है। आइए हर एक को चरणबद्ध तरीके से समझाएं।

अवलोकन

वहां एक है सेंसर की लंबी सूची आज बाजार में उपलब्ध हैं।

ऐसा ही एक सेंसर है प्रॉक्सिमिटी सेंसर।

इस पोस्ट में, हम यह पता लगाने के बारे में हैं कि एक निकटता सेंसर कैसे काम करता है और इस परियोजना को घर पर बनाने के लिए आवश्यक ज्ञान प्रदान करता है। जैसा कि नाम से पता चलता है, इकाई यह पता लगाती है कि कोई वस्तु उसके पास है या उससे दूर है। उन्हें विभिन्न तरीकों से डिजाइन किया जा सकता है।

लेकिन, सबसे आम तरीका एक है इन्फ्रारेड किरणों के आधार पर और OPAMP। इस डिवाइस के कुछ सामान्य उपयोग सेल फोन, स्वचालित फ्लश सिस्टम, स्वचालित नल, हाथ ड्रायर और कभी न गिरने वाले रोबोट में देखे जा सकते हैं।

अवयव आवश्यक

१। आईआर का नेतृत्व किया : हर नेतृत्व संचालित होने पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण के कुछ रूप का उत्सर्जन करता है। हमारे घरेलू अनुभव से, हमें ज्ञात प्रकाश का उत्सर्जन करने वाले एलईड ज्ञात हैं।

लेकिन, कुछ विशेष एलईडी भी हैं जो इंफ़्रा रेड किरणों का उत्सर्जन करते हैं। जिस तरह अलग-अलग रंगों में दिखाई दे सकता है, उसी तरह आईआर ने विभिन्न तरंग दैर्ध्य की किरणों का भी उत्सर्जन किया। इन्फ्रा रेड किरणों की तरंग दैर्ध्य अलग-अलग हो सकते हैं और वेवबैंड से संबंधित किसी भी मूल्य को ले सकते हैं।

इसलिए, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि आईआर फोटोडायोड का उपयोग किया जाना चाहिए ताकि आईआर द्वारा नेतृत्व किए गए इन्फ्रा रेड के विशेष तरंगदैर्ध्य का पता लगाया जा सके।

दो। आईआर फोटो : यह एक विशेष प्रकार का डायोड है जो आईआर किरणों के पता लगाने के लिए रिवर्स पूर्वाग्रह में जुड़ा हुआ है । आईआर विकिरण की अनुपस्थिति में, इसका बहुत उच्च प्रतिरोध है और व्यावहारिक रूप से शून्य वर्तमान इसके माध्यम से गुजरता है।

लेकिन जब आईआर किरणें उस पर पड़ती हैं, तो इसका प्रतिरोध कम हो जाता है और विकिरण की तीव्रता के लिए आनुपातिक रूप से इसे पार करने की अनुमति मिलती है।

फोटोडायोड की इस संपत्ति का उपयोग आईआर किरणों की घटनाओं पर निकटता सेंसर में एक विद्युत संकेत उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

३। Op-amp (IC LM358) : Op-amp या ऑपरेशनल एम्पलीफायर एक बहुउद्देश्यीय आईसी है और इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में अत्यधिक पूजनीय है।

इस परियोजना में ऑप-एम्प का उपयोग एक तुलनित्र के रूप में किया जाता है। LM358 IC में दो op-amps हैं, जिसका अर्थ है कि हम सिर्फ एक IC का उपयोग करके दो निकटता डिटेक्टर बना सकते हैं। सर्किट में op-amp का उपयोग करने का कारण एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में बदलना है।

चार। प्रीसेट : प्रीसेट मूल रूप से तीन टर्मिनलों वाला एक अवरोधक है।

एक पूर्व निर्धारित का कार्य कुल वोल्टेज को इस तरह से विभाजित करना है कि उपयोगकर्ता इसके एक अंश तक पहुंच सके। हमें बस मध्य टर्मिनल को एक उपयुक्त स्थिति में स्थापित करना होगा।

प्रीसेट थ्रेशोल्ड वोल्टेज को सेट करता है जिसके ऊपर आउटपुट वोल्टेज उत्पन्न किया जाना चाहिए। यह एक उपयुक्त पेचकश का उपयोग करके अपने सिर को घुमाकर किसी भी मूल्य के प्रतिरोध को मैन्युअल रूप से सेट किया जा सकता है।

५। लाल ने नेतृत्व किया : मैंने अपनी परियोजना के लिए एक लाल एलईडी का उपयोग किया है, लेकिन सामान्य रूप से किसी भी रंग का नेतृत्व किया जा सकता है। यह यह दिखाने के लिए एक दृश्य संकेत के रूप में कार्य करता है कि बाधा काफी करीब आ गई है।

६। प्रतिरोधों : दो 220 ओम और एक 10 ओम।

।। बिजली की आपूर्ति : 5 वी से 6 वी।

यह कैसे कार्य करता है

एक निकटता संवेदक के काम के पीछे निहित सिद्धांत काफी सरल है। एक विशिष्ट अवधारणा में एक दूसरे के समानांतर दो एलईड हैं - आईआर उत्सर्जित एलईडी और एक फोटोडायोड।

वे एक ट्रांसमीटर-रिसीवर जोड़ी के रूप में कार्य करते हैं। जब एक बाधा उत्सर्जक किरणों के सामने आती है, तो वे वापस परावर्तित होती हैं और रिसीवर द्वारा रोक दी जाती हैं।

फोटोडियोड के गुणों के अनुसार, इंटरसेप्टेड आईआर किरणें फोटोडायोड के प्रतिरोध को कम करती हैं और परिणामी विद्युत संकेत उत्पन्न होता है। व्यवहार में यह संकेत 10k रोकनेवाला भर में वोल्टेज है जो सीधे ऑप-एम्प के गैर-इनवर्टिंग अंत में खिलाया जाता है।

Op-amp का कार्य इसके लिए दिए गए दो इनपुट की तुलना करना है।

फोटोडायोड से सिग्नल नॉन-इनवर्टिंग पिन (पिन 3) को दिया जाता है और पोटेंशियोमीटर से थ्रेसहोल्ड वोल्टेज को इनवर्टिंग पिन (पिन 2) को दिया जाता है। अगर नॉन-इनवर्टिंग पिन पर वोल्टेज वोल्टेज से अधिक है। inverting पिन सेशन- amp आउटपुट अधिक है अन्यथा आउटपुट कम है।

कुल मिलाकर, ऑप-एम्प इस सर्किट में एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करता है।

परिणाम:

सेंसर आउटपुट का उपयोग दो रूपों में किया जा सकता है: ANALOG और DIGITAL।

डिजिटल आउटपुट उच्च या निम्न के रूप में है। एक निकटता सेंसर के डिजिटल आउटपुट सिग्नल का उपयोग एक बाधा से बचने वाले रोबोट की गति को रोकने के लिए किया जा सकता है। जैसे ही, बाधा काफी करीब आती है, मोटरों को रोकने के लिए सिग्नल सीधे मोटर चालक के इनपुट पिन को खिलाया जा सकता है।

एनालॉग आउटपुट शून्य से कुछ परिमित मूल्य तक मूल्यों की एक निरंतर श्रेणी है। ऐसा संकेत सीधे मोटर चालकों और अन्य स्विचिंग उपकरणों को नहीं दिया जा सकता है। पहले उन्हें माइक्रोकंट्रोलर्स द्वारा संसाधित किया जाना चाहिए और एडीसी और कुछ कोडिंग के माध्यम से डिजिटल रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए। इस आउटपुट फॉर्म के लिए एक अतिरिक्त माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता होती है, लेकिन ऑप-एम्प के उपयोग को समाप्त कर देता है।

पूर्ण सर्किट दिगाराम

से अद्यतन करें व्यवस्थापक

उपरोक्त सर्किट डिज़ाइन को साधारण सिंगल opamp IC 741 का उपयोग करके भी बनाया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

वीडियो क्लिप

2) सटीक निकटता डिटेक्टर सर्किट (सूर्य के प्रकाश के लिए प्रतिरक्षा)

निम्न पोस्ट एक सटीक इन्फ्रारेड (IR) आधारित निकटता डिटेक्टर सर्किट की व्याख्या करता है जो विश्वसनीय, और फुलप्रूफ संचालन सुनिश्चित करने के लिए IC LM567 को शामिल करता है। यह सर्किट सूर्य के प्रकाश या किसी अन्य परिवेश प्रकाश के लिए प्रतिरक्षा है, और प्रभावित नहीं होगा, जब तक कि सेंसर द्वारा ट्यून किए गए प्रतिबिंबित संकेत प्राप्त नहीं होते हैं। डिजाइन एक बाधा डिटेक्टर के रूप में भी काम करता है।

सर्किट अवधारणा

सटीक और विश्वसनीय अभी तक सस्ते निकटता सेंसर सर्किट की खोज करते हुए मुझे यह डिज़ाइन नेट पर मिला।

सर्किट को निम्नलिखित विवरण की सहायता से समझा जा सकता है:

नीचे दिखाए गए इन्फ्रारेड (IR) मोशन डिटेक्टर सर्किट का जिक्र करते हुए, हम डिजाइन को दो मुख्य चरणों से युक्त देखते हैं, एक जिसमें IC LM567 शामिल है जबकि दूसरा IC555 के साथ है।

मूल रूप से आईसी LM567 सर्किट का दिल बन जाता है जो आईआर आवृत्ति को उत्पन्न / संचारित करने का कार्य करता है और उसी का पता लगाता है।

इसके अलावा आईसी में एक आंतरिक चरण बंद लूप सर्किट्री है जो इसे आवृत्ति का पता लगाने वाले सर्किट अनुप्रयोगों के साथ अत्यधिक विश्वसनीय बनाता है।

इसका मतलब है कि एक बार जब यह पढ़ता है और किसी दिए गए आवृत्ति को लेट जाता है, तो इसका पता लगाने की सुविधा उस आवृत्ति पर बंद हो जाती है और इसलिए किसी भी अन्य आवारा गड़बड़ी को कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह कितना मजबूत हो सकता है और इसके कामकाज को प्रभावित नहीं करता।

सर्किट ऑपरेशन

R3 द्वारा निर्धारित एक आंतरिक ऑसिलेटर आवृत्ति, C2 IR डायोड D274 को T1, R2 से युक्त एक वर्तमान नियंत्रित चरण के माध्यम से फीड करता है। यह आवृत्ति चिप की केंद्र आवृत्ति तय करती है।

उपरोक्त शर्तों के साथ आईसी सेट हो जाता है और उपरोक्त आवृत्ति पर केंद्रित होता है जो अपने आउटपुट पिन # 8 पर एक निरंतर उच्च उत्पादन करता है।

IC का इनपुट पिन # 3 एक आवृत्ति प्राप्त करने के लिए प्रतीक्षा करता है जो IC के उपरोक्त 'केंद्रित' आवृत्ति के बराबर हो सकता है।

IR रिसीवर या IC के पिन # 3 से जुड़े सेंसर को इस काम के लिए ठीक-ठीक पोस्ट किया गया है।

जैसे ही LD274 से IR बीम को एक बाधा मिलती है, इसका बीम प्रतिबिंबित हो जाता है और उचित रूप से तैनात डिटेक्टर डायोड BP104 पर गिर जाता है।

LD274 से IR फ़्रीक्वेंसी अब IC के इनपुट पिन # 3 से गुजरती है, क्योंकि यह फ़्रीक्वेंसी IC के सेट सेंटर फ़्रीक्वेंसी के समान होगी, IC इसे पहचानता है और तुरंत इसके आउटपुट को LOW से हाई करता है।

IC 555 के पिन # 2 पर उपरोक्त निम्न ट्रिगर, जो बदले में एक मोनोस्टेबल के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, अपने आउटपुट को उच्च स्विच करता है, जिससे जुड़ा अलार्म उड़ जाता है।

उपरोक्त स्थिति लंबे समय तक बनी रहती है क्योंकि आईआर सेंसर / डिटेक्टर से रुकावट होती है और बीम को प्रतिबिंबित होने की अनुमति देता है। R9 और C5 के शामिल होने के साथ, IC555 का आउटपुट गति या बाधा हटने के बाद भी कनेक्टेड बजर के लिए एक निश्चित विलंब स्थिति को प्रदर्शित करता है।

विलंब-बंद प्रभाव को समायोजित करने के लिए, R9 और C5 को वरीयता के अनुसार ट्विक किया जा सकता है।

ऊपर वर्णित सर्किट को निकटता डिटेक्टर सर्किट और बाधा डिटेक्टर सर्किट के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

सर्किट आरेख

टेस्ट सर्किट

निम्न परीक्षण सर्किट दिखाता है कि बुनियादी LM567 IR आधारित डिज़ाइन से परिणामों को कैसे सत्यापित किया जाए। योजनाबद्ध नीचे देखा जा सकता है:

जैसा कि आप देख सकते हैं, डिजाइन में केवल LM567 चरण को शामिल किया गया है जबकि मूलभूत परीक्षण प्रक्रियाओं को सरल रखने के लिए IC 555 चरण को समाप्त कर दिया गया है।

यहाँ IC LED की 8 # पिन पर लाल एलईडी लगी हुई है और 1 फुट की दूरी के भीतर IR LED को एक दूसरे के समानांतर आयोजित किए जाने तक रोशनी रहती है।

यदि आप Tx इन्फ्रारेड रेड ट्रांसमीटर एलईडी को किसी अन्य बाहरी स्रोत से अलग आवृत्ति के साथ बदलने का प्रयास करते हैं, तो LM567 संकेतों का पता लगाना बंद कर देता है और लाल एलईडी चमकना बंद कर देगा।

फोटो डायोड महत्वपूर्ण नहीं हैं, आप ट्रांसमीटर और रिसीवर एलईडी के लिए किसी भी समान या मानक फोटो डायोड का उपयोग कर सकते हैं।

उपरोक्त परीक्षण के लिए वीडियो क्लिप सेट अप:

3) एक और आईसी 567 आधारित निकटता सेंसर डिजाइन

ऊपर के रूप में, इस सर्किट के बारे में असाधारण विशेषता यह है कि इसे सक्रिय नहीं किया जा सकता है या प्रत्यक्ष आईआर विकिरण द्वारा चकित नहीं किया जा सकता है, बल्कि केवल यह दर्शाया जाता है कि आईआर विकिरण डिटेक्टर को मारकर सर्किट को ट्रिगर करेगा।

सर्किट के केंद्र में एक एकान्त 567 टोन डिकोडर आईसी (U1) है जो एक जुड़वां कार्यक्षमता को निष्पादित करता है: यह एक बुनियादी आईआर-ट्रांसमीटर चालक और एक रिसीवर के रूप में दोनों चलाता है। संधारित्र C1 और रोकनेवाला R2 U1 की आंतरिक दोलक आवृत्ति को लगभग 1 kHz करने के लिए नियोजित किया जाता है।

पिन 5 पर U1 से स्क्वायर-वेव आउटपुट Q1 बेस पर लागू किया जाता है। ट्रांजिस्टर Q1 को एक एमिटर-फॉलोवर एम्पलीफायर के रूप में स्थापित किया गया है, जो LED2 एनोड पर 20-mA पल्स को जोड़ता है।

ट्रांजिस्टर क्यू 3 एलईडी से आईआर आउटपुट उठाता है और अधिक प्रवर्धन के लिए ट्रांसमिशन को Q2 पर निर्देशित करता है। Q2 द्वारा प्रवर्धन के बाद, संकेत 3 पर U1 के इनपुट पर वापस लागू होता है, पिन 8 को कम करने के लिए ट्रिगर करता है, LED1 पर स्विच करता है।

जब आवश्यकता होती है, LED1 को ऑप्टोकॉप्लर के साथ लगभग किसी भी एसी-संचालित लोड को चालू करने के लिए प्रतिस्थापित किया जा सकता है। क्योंकि सर्किट बहुत सीधा है, लगभग किसी भी डिजाइन की योजना काम करेगी।

आईआर एमिटर (LED1) और फोटोट्रांसिस्टर (03) को साइड-बाई-साइड प्लेसमेंट में अलग-अलग इंच स्थापित किया जाना चाहिए और ठीक उसी ट्रैक में केंद्रित होना चाहिए।

डिटेक्टर और एमिटर के बीच किसी भी निर्धारित सीमा के लिए सही स्थिति का पता लगाने के लिए आईआर उपकरणों की एक जोड़ी के रिक्ति और स्थापना के दृष्टिकोण का परीक्षण करना आवश्यक हो सकता है।

अंगूठे के नियम के रूप में, आईआर-एमिटर / डिटेक्टर जोड़ी के बीच एक इंच का अंतर निकटता सर्किट के लिए लगभग आधे से 1 इंच के लक्ष्य की खोज करना संभव बनाता है। हल्का छायांकित लक्ष्य बहुत बेहतर दर्शाते हैं और गहरे तत्वों से निर्मित की तुलना में बढ़ी हुई दूरी पर प्रदर्शन कर सकते हैं। जब तक निकटता संवेदक ट्यून्ड आईआर संकेतों को उठाता है, तब तक नियंत्रित सर्किट चालू रहता है, और जैसे ही सिग्नल गायब हो जाता है आउटपुट बंद हो जाता है।

4) आईसी 555 सर्किट का उपयोग करते हुए निकटता डिटेक्टर

इस तीसरे डिजाइन में हम एक साधारण आईसी 555 आधारित निकटता डिटेक्टर सर्किट को डिस्कस करते हैं जिसका उपयोग दूर से मानव अतिचार का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।

सर्किट ऑपरेशन

एक अवरक्त निकटता डिटेक्टर को इलेक्ट्रॉनिक ऑटोमेशन एप्लिकेशन रेंज में सबसे मूल्यवान और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सर्किट में से एक माना जा सकता है।

हम आमतौर पर यह देख सकते हैं कि इसका उपयोग स्वचालित पानी के डिस्पेंसर, स्वचालित हैंड ड्रायर इकाइयों और कुछ विशिष्ट वेरिएंट में डिपार्टमेंट स्टोर के स्वचालित दरवाजों में देखा जा सकता है।

आईसी 555 का उपयोग कर प्रस्तावित निकटता डिटेक्टर सर्किट का कार्य सिद्धांत

डिजाइन में आईसी LM555 से पीक वोल्टेज दालों के तेजी से फटने की एक पीढ़ी को अपेक्षाकृत कम आवृत्ति दर पर लागू किया जाता है, जो आईआर बीम के जेट के रूप में अवरक्त एलईडी के माध्यम से प्रेषित होता है।

इन प्रेषित दालों को उस क्षेत्र की ओर केंद्रित किया जाता है जिसकी निगरानी की आवश्यकता होती है, और इन प्रतिबिंबित संकेतों को प्राप्त करने के लिए रणनीतिक रूप से तैनात एक फोटोट्रांसिस्टर डायोड पर एक विषय या घुसपैठिए का पता चलने पर वापस परिलक्षित होता है।

एक बार ऐसा होता है कि प्राप्त संकेत एक संलग्न रिले तंत्र को सक्षम करने के लिए प्रसंस्करण से गुजरते हैं और बाद में सक्रिय होने के लिए एक अलार्म डिवाइस है।

उपरोक्त कार्यान्वयन का परीक्षण करने के लिए एक वस्तु को आईआर बीम के क्षेत्र में पेश किया जा सकता है और प्रतिक्रिया की जांच रिले ऑपरेशन की निगरानी करके की जा सकती है, जैसे कि ध्यान केंद्रित क्षेत्र में हाथ घुमाकर, लगभग 1 मीटर की दूरी के भीतर।

जब प्रतिबिंबित संकेत फोटोट्रांसिस्टर से टकराते हैं, तो यह 1 एम पॉट (समायोज्य) में एक संभावित अंतर विकसित करता है और संबंधित डार्लिंगटन चरण को ट्रिगर करता है, जो बदले में दाहिने हाथ को सक्रिय करता है 555 मंच को एक मोनस्टेबल सर्किट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है।

रिले इसके जवाब में सक्रिय हो जाता है और 1M और 10uF संधारित्र द्वारा निर्धारित समय-पूर्व निर्धारित समय देरी पर निर्भर करता है।

सर्किट आरेख

भागों की सूची में प्रस्तावित आईसी 555 आधारित आईआर निकटता डिटेक्टर सर्किट में देरी हुई।

2-- आईसी एलएम 555
2-- आईसी सॉकेट 8 पिन
1-- रिले 12 वी 5 पिन
1-- इन्फ्रारेड फोटोट्रांसिस्टर सामान्य प्रयोजन

1-- इन्फ्रारेड डायोड सामान्य प्रयोजन

3-- बीसी 547
2-- कैपेसिटर। 10 यूएफ / 50 वी
1-- 1N4148 डायोड
1-- लाल एलईडी 5 मिमी
1-- 68 एच
1-- 1K5
2-- 10 कि
1-- 100 कि
1-- 470 आर एच सभी 1/2 डब्ल्यू

1-- 10k 1/4 डब्ल्यू अवरोधक को 1M प्रीसेट सेंटर लीड और BC547 जोड़ी के बीच जोड़ा जाना चाहिए

आईसी 555 पिनआउट