ఇర్ సెన్సార్ మాడ్యూల్ సర్క్యూట్

ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో సెన్సార్‌లు చాలా ముఖ్యమైన భాగం, ముఖ్యంగా రోబోటిక్స్ మరియు ఆటోమేషన్స్‌లో. ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల్లోని సెన్సార్‌లు మానవ పరస్పర చర్య లేకుండా, పరికరాలను స్వయంచాలకంగా గ్రహించడం మరియు నియంత్రించడం ద్వారా మన జీవితాన్ని సులభతరం చేస్తాయి. ఫైర్ సెన్సార్, తేమ సెన్సార్, మోషన్ సెన్సార్, టెంపరేచర్ సెన్సార్, ఐఆర్ సెన్సార్ వంటి అనేక రకాల సెన్సార్లు ఉన్నాయి. ఈ వ్యాసంలో, ఐఆర్ సెన్సార్ (ఇన్ఫ్రారెడ్ సెన్సార్) గురించి, ఇది ఎలా పనిచేస్తుందో మరియు ఐఆర్ సెన్సార్ మాడ్యూల్ ఎలా నిర్మించాలో వివరిస్తాము.

ఐఆర్ సెన్సార్ చాలా ప్రాచుర్యం పొందిన సెన్సార్, ఇది రిమోట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్, మోషన్ డిటెక్టర్, ప్రొడక్ట్ కౌంటర్, లైన్ ఫాలోయర్ రోబోట్స్, అలారంలు మొదలైన వాటిలో ఎలక్ట్రానిక్స్లో చాలా అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

IR సెన్సార్ ప్రాథమికంగా IR LED మరియు ఫోటోడియోడ్ కలిగి ఉంటుంది, ఈ జతను సాధారణంగా IR జత లేదా ఫోటో కప్లర్ అంటారు. ఐఆర్ సెన్సార్ ప్రిన్సిపాల్‌పై పనిచేస్తుంది, దీనిలో ఐఆర్ ఎల్‌ఇడి ఐఆర్ రేడియేషన్ మరియు ఫోటోడియోడ్ సెన్స్‌ను ఐఆర్ రేడియేషన్ విడుదల చేస్తుంది. దానిపై పడే ఐఆర్ రేడియేషన్ మొత్తానికి అనుగుణంగా ఫోటోడియోడ్ నిరోధకత మారుతుంది, అందువల్ల దానిపై వోల్టేజ్ డ్రాప్ కూడా మారుతుంది మరియు వోల్టేజ్ కంపారిటర్ (ఎల్ఎమ్ 358 వంటిది) ను ఉపయోగించడం ద్వారా వోల్టేజ్ మార్పును గ్రహించి, తదనుగుణంగా ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.

ఐఆర్ ఎల్ఇడి మరియు ఫోటోడియోడ్ ఉంచడం రెండు విధాలుగా చేయవచ్చు: ప్రత్యక్ష మరియు పరోక్ష. లో ప్రత్యక్ష సంభవం, IR LED మరియు ఫోటోడయోడ్ IR రేడియేషన్ నేరుగా ఫోటోడయోడ్ వస్తుంది కాబట్టి ఒక మరొక ముందు ఉంచబడ్డాయి. మనం వాటి మధ్య ఏదైనా వస్తువును ఉంచితే, అది ఫోటోడియోడ్‌లో ఐఆర్ లైట్ పడటం ఆపివేస్తుంది.

మరియు పరోక్ష సంఘటనలలో, IR LED మరియు ఫోటో డయోడ్ రెండూ సమాంతరంగా (పక్కపక్కనే) ఉంచబడతాయి, రెండూ ఒకే దిశలో ఉంటాయి. ఆ పద్ధతిలో, ఒక వస్తువును IR జత ముందు ఉంచినప్పుడు, IR కాంతి వస్తువు ద్వారా ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు ఫోటోడియోడ్ ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. వస్తువు నల్లగా ఉండకూడదని గమనించండి, ఎందుకంటే ఇది ప్రతిబింబించే బదులు అన్ని IR కాంతిని గ్రహిస్తుంది. సాధారణంగా ఐఆర్ జత ఈ పద్ధతిలో ఐఆర్ సెన్సార్ మాడ్యూల్‌లో ఉంచబడుతుంది.

కు ఒక IR మాడ్యూల్ నిర్మించడానికి, మేము ప్రధానంగా అవసరం IR జత (IR LED మరియు ఫోటోడయోడ్) మరియు LM358 కొన్ని రెసిస్టర్లు మరియు ఒక LED తో.

IR LED

పరారుణ పౌన.పున్యం పరిధిలో IR LED కాంతిని విడుదల చేస్తుంది. కనిపించే కాంతి పరిధి కంటే దాని తరంగదైర్ఘ్యం (700nm - 1mm) చాలా ఎక్కువగా ఉన్నందున IR కాంతి మనకు కనిపించదు. వేడిని ఉత్పత్తి చేసే ప్రతిదీ పరారుణాన్ని విడుదల చేస్తుంది, ఉదాహరణకు మన మానవ శరీరం. ఇన్ఫ్రారెడ్ కనిపించే కాంతికి సమానమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది దృష్టి కేంద్రీకరించవచ్చు, ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు కనిపించే కాంతి వలె ధ్రువపరచబడుతుంది.

IR LED సాధారణ LED లాగా కనిపిస్తుంది మరియు సాధారణ LED లాగా పనిచేస్తుంది, ఇది 20mA కరెంట్ మరియు 3 వోట్స్ శక్తిని వినియోగిస్తుంది. IR LED లలో సుమారుగా కాంతి ఉద్గార కోణం ఉంటుంది. 20-60 డిగ్రీ మరియు సుమారు పరిధి. కొన్ని సెంటీమీటర్ల నుండి అనేక ఫీట్లు, ఇది ఐఆర్ ట్రాన్స్మిటర్ రకం మరియు తయారీదారుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కొన్ని ట్రాన్స్మిటర్ల పరిధి కిలోమీటర్లలో ఉంటుంది.

ఫోటోడియోడ్

ఫోటోడియోడ్‌ను లైట్ డిపెండెంట్ రెసిస్టర్ (ఎల్‌డిఆర్) గా పరిగణిస్తారు, అంటే ఇది కాంతి లేనప్పుడు చాలా ఎక్కువ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు దానిపై కాంతి పడిపోయినప్పుడు తక్కువగా ఉంటుంది. ఫోటోడియోడ్ అనేది సెమీకండక్టర్, ఇది పిఎన్ జంక్షన్ కలిగి ఉంది, ఇది రివర్స్ బయాస్‌లో పనిచేస్తుంది, అనగా ఇది కాంతి దానిపై పడినప్పుడు రివర్స్ దిశలో ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడం ప్రారంభిస్తుంది మరియు ప్రస్తుత ప్రవాహం మొత్తం కాంతి పరిమాణానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఈ ఆస్తి ఐఆర్ గుర్తింపుకు ఉపయోగపడుతుంది.

ఫోటోడియోడ్ LED లాగా కనిపిస్తుంది, దాని బయటి వైపు బ్లాక్ కలర్ పూత ఉంటుంది. దిగువ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంలో చూపిన విధంగా ఇది రివర్స్డ్ బయాస్డ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.

LM358

LM358 ఒక కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ (Op-Amp) మరియు ఈ సర్క్యూట్లో మేము దానిని వోల్టేజ్ కంపారిటర్‌గా ఉపయోగిస్తున్నాము. LM358 దాని లోపల రెండు స్వతంత్ర వోల్టేజ్ కంపారిటర్లను కలిగి ఉంది, వీటిని సింగిల్ పిన్ ద్వారా శక్తినివ్వవచ్చు, కాబట్టి మేము రెండు ఐఆర్ సెన్సార్ మాడ్యూళ్ళను నిర్మించడానికి సింగిల్ ఐసిని ఉపయోగించవచ్చు. మేము ఇక్కడ ఒక పోలికను మాత్రమే ఉపయోగించాము, వీటిలో పిన్ 2 & 3 వద్ద ఇన్పుట్లు మరియు పిన్ 1 వద్ద అవుట్పుట్ ఉన్నాయి. వోల్టేజ్ కంపారిటర్ రెండు ఇన్పుట్లను కలిగి ఉంది, ఒకటి ఇన్వర్ట్ ఇన్పుట్ మరియు రెండవది ఇన్వర్టింగ్ కాని ఇన్పుట్ (ఎల్ఎమ్ 358 లో పిన్ 2 మరియు 3). ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ (-) వద్ద వోల్టేజ్ కంటే ఇన్వర్టింగ్ కాని ఇన్పుట్ (+) వద్ద వోల్టేజ్ ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అప్పుడు కంపారిటర్ (పిన్ 1) యొక్క అవుట్పుట్ ఎక్కువగా ఉంటుంది. మరియు ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ (-) యొక్క వోల్టేజ్ నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఎండ్ (+) కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు అవుట్పుట్ తక్కువ.

IR సెన్సార్ మాడ్యూల్

భాగాలు

• IR జత (IR LED మరియు ఫోటోడియోడ్)
• IC LM358
• రెసిస్టర్ 100, 10 కె, 330 ఓం
• వేరియబుల్ రెసిస్టర్ - 10 కె
• LED

మీరు ఐఆర్ సెన్సార్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంలో కనెక్షన్‌లను చూడవచ్చు. ఫోటో డయోడ్ రివర్స్ బయాస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడింది, సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి, LM358 (పిన్ 2) యొక్క విలోమ ముగింపు వేరియబుల్ రెసిస్టర్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంది. మరియు నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఎండ్ (పిన్ 3) ఫోటోడియోడ్ మరియు ఒక రెసిస్టర్ యొక్క జంక్షన్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంది.

మేము సర్క్యూట్ ఆన్ చేసినప్పుడు ఫోటోడియోడ్ వైపు IR రేడియేషన్ లేదు మరియు కంపారిటర్ యొక్క అవుట్పుట్ తక్కువ. మేము IR జత ముందు కొంత వస్తువును (నలుపు కాదు) తీసుకున్నప్పుడు, అప్పుడు IR LED ద్వారా విడుదలయ్యే IR ఆ వస్తువు ద్వారా ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు ఫోటోడియోడ్ చేత గ్రహించబడుతుంది. ఇప్పుడు ఫోటోడియోడ్‌లో ఐఆర్ ఫాల్స్ ప్రతిబింబించినప్పుడు, ఫోటోడియోడ్ అంతటా వోల్టేజ్ పడిపోతుంది మరియు సిరీస్ రెసిస్టర్ R2 అంతటా వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది. రెసిస్టర్ R2 వద్ద వోల్టేజ్ (ఇది కంపారిటర్ యొక్క ఇన్వర్టింగ్ కాని ఎండ్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంది) ఇన్వర్టింగ్ ఎండ్ వద్ద వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అప్పుడు అవుట్పుట్ HIGH అవుతుంది మరియు LED ఆన్ అవుతుంది.

వోల్టేజ్ ఎట్ ఇన్వర్టింగ్ ఎండ్, దీనిని థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ అని కూడా పిలుస్తారు, వేరియబుల్ రెసిస్టర్ యొక్క నాబ్‌ను తిప్పడం ద్వారా సెట్ చేయవచ్చు. ఇన్వర్టింగ్ ఎండ్ (-) వద్ద అధిక వోల్టేజ్, తక్కువ సున్నితమైన సెన్సార్ మరియు ఇన్వర్టింగ్ ఎండ్ (-) వద్ద వోల్టేజ్‌ను తగ్గించండి, సెన్సార్ మరింత సున్నితమైనది.

సరైన ప్రొఫెషనల్ ఐఆర్ సెన్సార్ మాడ్యూల్‌ను నిర్మించడానికి ఈ మొత్తం సర్క్యూట్‌ను పిసిబిలో ఉంచవచ్చు.