इर सेंसर मॉड्यूल सर्किट

सेंसर इलेक्ट्रॉनिक्स का बहुत महत्वपूर्ण हिस्सा हैं, खासकर रोबोटिक्स और ऑटोमेशन में। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सेंसर हमारे जीवन को स्वचालित रूप से समझ में लाते हैं और उपकरणों को नियंत्रित करते हैं, बिना मानवीय संपर्क के। फायर सेंसर, ह्यूमिडिटी सेंसर, मोशन सेंसर, टेम्परेचर सेंसर, IR सेंसर आदि जैसे कई तरह के सेंसर हैं। इस आर्टिकल में हम IR सेंसर (इन्फ्रारेड सेंसर) के बारे में बताएंगे कि यह कैसे काम करता है और IR सेंसर मॉड्यूल कैसे बनता है ।

IR सेंसर बहुत लोकप्रिय सेंसर है, जो इलेक्ट्रॉनिक्स में कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि इसका उपयोग रिमोट कंट्रोल सिस्टम, मोशन डिटेक्टर, उत्पाद काउंटर, लाइन फॉलोअर रोबोट, अलार्म आदि में किया जाता है।

IR सेंसर में मूल रूप से IR LED और एक Photodiode शामिल होता है, इस जोड़ी को आम तौर पर IR जोड़ा या फोटो युग्मक कहा जाता है । IR सेंसर उस प्रिंसिपल पर काम करता है जिसमें IR LED IR रेडिएशन और Photodiode सेंस यानी IR रेडिएशन उत्सर्जित करता है। Photodiode का प्रतिरोध IR विकिरण की मात्रा के अनुसार बदलता रहता है, इसलिए इसके पार वोल्टेज में भी बदलाव होता है और वोल्टेज तुलनित्र (LM358 की तरह) का उपयोग करके हम वोल्टेज परिवर्तन को समझ सकते हैं और तदनुसार उत्पादन कर सकते हैं।

IR LED और Photodiode की दो तरह से की जा सकती है: Direct और Indirect । में प्रत्यक्ष घटना, आईआर एलईडी और फोटोडायोड एक-दूसरे के सामने रखा जाता है, ताकि आईआर विकिरण सीधे फोटोडायोड पर पड़ता है कर सकते हैं। यदि हम उनके बीच कोई वस्तु रखते हैं, तो यह फोटोडायोड पर आईआर प्रकाश के गिरने को रोकता है।

और अप्रत्यक्ष घटना में, आईआर एलईडी और फोटो डायोड दोनों को एक ही दिशा में सामना करते हुए समानांतर (साइड में) रखा जाता है। उस फैशन में, जब कोई वस्तु आईआर जोड़ी के सामने रखी जाती है, तो आईआर प्रकाश वस्तु से परावर्तित हो जाता है और फोटोडायोड द्वारा अवशोषित हो जाता है। ध्यान दें कि ऑब्जेक्ट काला नहीं होना चाहिए क्योंकि यह प्रतिबिंबित करने के बजाय सभी आईआर प्रकाश को अवशोषित करेगा। आम तौर पर आईआर जोड़ी को इस तरह से आईआर सेंसर मॉड्यूल में रखा जाता है।

आईआर मॉड्यूल बनाने के लिए, हमें मुख्य रूप से कुछ प्रतिरोधों और एक एलईडी के साथ IR जोड़ी (IR LED और Photodiode) और LM358 की आवश्यकता होती है।

आईआर एलईडी

IR LED इंफ्रारेड फ़्रीक्वेंसी की रेंज में, प्रकाश उत्सर्जित करता है। IR प्रकाश हमारे लिए अदृश्य है क्योंकि इसकी तरंगदैर्ध्य (700nm - 1mm) दृश्यमान प्रकाश सीमा से बहुत अधिक है। सब कुछ जो गर्मी पैदा करता है, उदाहरण के लिए हमारे मानव शरीर की तरह अवरक्त का उत्सर्जन करता है। इन्फ्रारेड में दृश्य प्रकाश के समान गुण होते हैं, जैसे यह दृश्य प्रकाश की तरह केंद्रित, प्रतिबिंबित और ध्रुवीकृत हो सकता है।

आईआर एलईडी एक सामान्य एलईडी की तरह दिखता है और सामान्य एलईडी की तरह भी संचालित होता है, यह 20mA वर्तमान और 3vots बिजली की खपत करता है। आईआर एल ई डी में प्रकाश उत्सर्जक कोण है। 20-60 डिग्री और लगभग सीमा। कई सेंटीमीटर तक कुछ सेंटीमीटर, यह आईआर ट्रांसमीटर के प्रकार और निर्माता पर निर्भर करता है। कुछ ट्रांसमीटरों की सीमा किलोमीटर में है।

PhotoDiode

Photodiode को लाइट आश्रित रेसिस्टर (LDR) के रूप में माना जाता है, इसका अर्थ है कि इसमें प्रकाश की अनुपस्थिति में बहुत अधिक प्रतिरोध होता है और जब प्रकाश इस पर गिरता है तो कम हो जाता है। फोटोडायोड एक अर्धचालक है जिसका पीएन जंक्शन है, जो रिवर्स बायस में संचालित होता है, इसका मतलब है कि जब प्रकाश इस पर पड़ता है, तो यह रिवर्स दिशा में वर्तमान का संचालन करना शुरू कर देता है, और वर्तमान प्रवाह की मात्रा लाइट की मात्रा के लिए आनुपातिक है। यह संपत्ति IR पहचान के लिए उपयोगी बनाती है।

Photodiode एक LED की तरह दिखता है, जिसके बाहरी हिस्से पर ब्लैक कलर की कोटिंग है। इसका उपयोग उलटे पक्षपाती में किया जाता है, जैसा कि नीचे सर्किट आरेख में दिखाया गया है।

LM358

LM358 एक ऑपरेशनल एम्पलीफायर (Op-Amp) है और इस सर्किट में हम इसे वोल्टेज तुलनित्र के रूप में उपयोग कर रहे हैं । LM358 के अंदर दो स्वतंत्र वोल्टेज तुलनित्र हैं, जिन्हें सिंगल पिन द्वारा संचालित किया जा सकता है, इसलिए हम दो IR सेंसर मॉड्यूल बनाने के लिए सिंगल आईसी का उपयोग कर सकते हैं। हमने यहां केवल एक तुलनित्र का उपयोग किया है, जिसमें पिन 2 और 3 पर इनपुट है और पिन 1 पर आउटपुट है। वोल्टेज तुलनित्र में दो इनपुट हैं, एक इनपुट इनवरटिंग है और दूसरा नॉन-इनवर्टिंग इनपुट है (LM358 में पिन 2 और 3)। जब नॉन-इनवर्टिंग इनपुट (+) पर वोल्टेज इनवर्टिंग इनपुट (-) पर वोल्टेज से अधिक होता है, तो तुलनित्र (पिन 1) का आउटपुट अधिक होता है। और यदि इनवर्टिंग इनपुट (-) का वोल्टेज नॉन-इनवर्टिंग एंड (+) से अधिक है, तो आउटपुट LOW है।

आईआर सेंसर मॉड्यूल

अवयव

• IR जोड़ी (IR LED और Photodiode)
• आईसी LM358
• रेसिस्टर 100, 10k, 330 ओम
• चर अवरोधक - 10k
• एलईडी

आप आईआर सेंसर सर्किट आरेख में कनेक्शन देख सकते हैं । फोटो डायोड रिवर्स बायस में जुड़ा हुआ है, सेंसर की संवेदनशीलता को समायोजित करने के लिए LM358 (पिन 2) के अंत अंतरण चर अवरोधक से जुड़ा हुआ है। और नॉन-इनवर्टिंग एंड (पिन 3) फोटोडायोड के जंक्शन और एक अवरोधक से जुड़ा हुआ है।

जब हम सर्किट को चालू करते हैं तो फोटोडायोड की ओर कोई आईआर विकिरण नहीं होता है और तुलनित्र का आउटपुट कम होता है। जब हम IR जोड़े के सामने कुछ ऑब्जेक्ट (काला नहीं) लेते हैं, तो IR LED द्वारा उत्सर्जित IR को ऑब्जेक्ट द्वारा परिलक्षित किया जाता है और फोटोडियोड द्वारा अवशोषित किया जाता है। अब जब Photodiode पर IR फॉल्स परिलक्षित होता है, तो फोटोडायोड भर में वोल्टेज गिरता है, और श्रृंखला अवरोधक R2 में वोल्टेज बढ़ जाता है। जब Resistor R2 (जो तुलनित्र के नॉन-इनवर्टिंग एंड से जुड़ा होता है) पर वोल्टेज इनवर्टिंग एंड पर वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो आउटपुट हाई और एलईडी ऑन हो जाता है।

इन्वर्टिंग एंड पर वोल्टेज, जिसे थ्रेशोल्ड वोल्टेज भी कहा जाता है, को वेरिएबल रेसिस्टर के नॉब को घुमाकर सेट किया जा सकता है। इन्वर्टिंग एंड में वोल्टेज अधिक (-), कम संवेदनशील सेंसर और लोअर वोल्टेज इन्वर्टिंग एंड (-) पर, अधिक संवेदनशील सेंसर।

यह पूरा सर्किट उचित पेशेवर IR सेंसर मॉड्यूल के निर्माण के लिए PCB पर रखा जा सकता है ।