Mục Lục
- Cảm biến vật cản hồng ngoại là gì
- Nguyên lý hoạt động của cảm biến vật cản hồng ngoại
- Có những loại cảm biến vật cản hồng ngoại nào đang bán tại Nshop ?
- Ứng dụng của cảm biến vật cản hồng ngoại
- Chế tạo bộ đo tốc độ động cơ sử dụng cảm biến vật cản hồng ngoại
Cảm biến vật cản hồng ngoại là gì ?
Cảm biến vật cản hồng ngoại sử dụng một cặp truyền và nhận tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại phát một tần số nhất định khi gặp vật cản sẽ phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau khi qua IC so sánh đèn màu xanh sẽ sáng lên, đồng thời cho tín hiệu số đầu ra
Chúng ta có thể thấy rằng mắt phát hồng ngoại truyền trong một phạm vi giới hạn và nó đi đến một khoảng cách nhất định vì không có đối tượng phản xạ lại nên mắt thu hồng ngoại không thể phát hiện vật cản, ngược lại khi gặp vật cản cản ánh sáng hồng ngoại được phản chiếu lại khi đó mắt thu sẽ phát hiện được vật cản và xuất tín hiệu ra
Ngoài ra độ nhạy của cảm biến còn phụ thuộc vào về mặt vật cản gặp phải, ví dụ như các vật có xu hướng màu trắng có khả năng phản xạ ánh sáng hồng ngoại mạnh hơn các vật cản có màu tối, các vật cản màu tối hấp thụ ánh sáng hồng ngoại nhiều hơn và phản xạ lại ít hơn số lượng không đủ để mắt thu có thể phát hiện.
Sử dụng nguyên lý này người ta có thể chế tạo xe chạy theo vạch trắng hoặc vạch đen gọi là xe dò line
Nguyên lý hoạt động của một mạch cảm biến vật cản hồng ngoại cơ bản
Led phát hồng ngoại ( IR LED ) luôn luôn phát ra sóng ánh sáng có bước sóng hồng ngoại mắt người không thể nhìn thấy ánh sáng này, vì vậy người ta sử dụng led thu hồng ngoại, led thu hồng ngoại bình thường nó có nội trở rất lớn ( vài trăm KΩ ), khi led thu được tia hồng ngoại chiếu vào đủ lớn thì nội trở của nó giảm xuống (cỡ vài chục Ω).
Khi gặp vật cản, những chùm tia hồng ngoại gặp vật cản và phản xạ lại led thu làm led thu thay đổi giá trị điện trở. Ở đây chúng ta thấy cầu chia áp ở điện trở R2 và mắt thu hồng ngoại, sự thay đổi điện trở của mắt thu hồng ngoại dẫn đến điện áp đầu vào chân 3 Op-Amp cũng thay đổi.
Khi khoảng cách càng gần, sự thay đổi càng lớn.
Khi đó, điện áp đầu vào chân 3 Op-Amp được so sánh với giá trị điện áp không đổi gim trên biến trở R3, nếu điện áp chân 3 Op-Amp lớn hơn điện áp chân 2 Op-Amp thì Op-Amp xuất mức 1 ( bằng VCC) . Ngược lại nếu điện áp chân 3 Op-Amp nhỏ hơn điện áp chân 2 Op-Amp thì Op-Amp xuất mức 0 ( bằng GND)
Điện trở như R1 (150 Ω), R2 (10K Ω ), R4 (1 KΩ ) giúp các led hoạt động mà không bị cháy
Biến trở R3 dùng để chỉnh độ nhạy của biến trở
Thông số kỹ thuật.
Điện áp cung cấp cho mạch: 3.3V-5V.
Bộ so sánh dùng Op Amp LM358 hoặc LM393.
Đầu ra kỹ thuật số mức ( 1 và 0 ).
Có những loại cảm biến vật cản hồng ngoại nào đang bán tại Nshop ?
Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại với những ưu điểm như giá thành rẻ, dễ dàng sử dụng
Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại HW-488 được cải tiến hơn, có khả năng thích nghi với môi trường ánh sáng mạnh, giảm nhiễu bởi ánh sáng, sử dụng ổn định với các vật thể thủy tinh. khoảng cách cũng xa hơn, có thể tinh chỉnh độ nhạy và khoảng cách
Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18-D80NK có độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt. có thể chỉnh khoảng cách báo mong muốn thông qua biến trở. sử dụng ổn định với các vật thể thủy tinh. khoảng cách cũng xa hơn
Cảm biến hồng ngoại QT30 loại ba dây thường mở được tách ra làm 2 phần mắt thu và mắt nhận khoảng cách truyền tín hiệu lên tới 30cm
Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 NPN 6-36V có độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt. có thể chỉnh khoảng cách báo mong muốn thông qua biến trở. sử dụng ổn định với các vật thể thủy tinh. khoảng cách lên tới 30cm và giải điện áp cũng cao hơn từ 6 -36vdc thường được sử dụng trong công nghiệp
Cảm biến vật cản gương phản xạ hồng ngoại E3F-R2C1 NPN phát hiện vật theo nguyên tắc thu phát qua gương. Khoảng cách thu phát giữa cảm biến và gương lên tới 3 mét, giải điện áp rộng 6-36VDC, thường được sử dụng trong công nghiệp
Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F DS30Y1 2 dây 200VAC Hoạt động giống như một công tắc. Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F DS30Y1 2 dây 200VAC có thể được sử dụng với bộ điều khiển lập trình PLC bộ điều khiển điện tử không cổng MCU.
Ứng dụng của cảm biến vật cản hồng ngoại:
Làm máy rót rượu : khi đặt cốc vào mạch sẽ tự động rót ra lượng nước theo cài đặt
Làm mạch rửa tay kết hơp nhắc nhở
Combo tự chế máy rửa tay tự động 12VDC
Chế máy rửa tay tự động có loa thông báo
Làm mạch tự động chào khách sử dụng phổ biến trong các nhà hàng cửa hàng
Combo tự chế bộ phát âm thanh tự động V1
Combo tự chế bộ phát âm thanh tự động V2
Combo tự chế bộ phát âm thanh tự động V3
Phân loại hàng hóa trong logistics
sử dụng trong các dây chuyển sản xuất trong nhà máy
Chế tạo bộ đo tốc độ động cơ sử dụng cảm biến vật cản hồng ngoại
Sơ đồ đấu:
Tinh chỉnh trước khi nạp code:
Code test:
#include <Arduino.h>
#include <U8x8lib.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
U8X8_SSD1306_128X64_NONAME_HW_I2C u8x8(/* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);
unsigned long rpmtime;
float rpmfloat;
unsigned int rpm;
bool tooslow = 1;
void setup() {
u8x8.begin();
u8x8.setFont(u8x8_font_profont29_2x3_f);
TCCR1A = 0;
TCCR1B = 0;
TCCR1B |= (1 << CS12); //Prescaler 256
TIMSK1 |= (1 << TOIE1); //enable timer overflow
pinMode(2, INPUT);
attachInterrupt(0, RPM, FALLING);
}
ISR(TIMER1_OVF_vect) {
tooslow = 1;
}
void loop() {
delay(1000);
if (tooslow == 1) {
u8x8.clear();
u8x8.drawString(1, 0, "SLOW!");
}
else {
rpmfloat = 120 / (rpmtime/ 31250.00);
rpm = round(rpmfloat);
u8x8.clear();
u8x8.setCursor(1,0);
u8x8.print(rpm);
}
}
void RPM () {
rpmtime = TCNT1;
TCNT1 = 0;
tooslow = 0;
}
Thành quả: