سنسور تشخیص مانع ( دیواره ) سه مرحله ای با حساسیت فوق العاده - مادون قرمز
این مدار به گونه ای طراحی شده است که می تواند در سه مرحله فاصله سنسور را از مانع مقابل آن نشان دهد.
یعنی با نزدیک شدن سنسور به مانع ، مدار در سه مرحله و در فواصل مختلف به شما آلارم خواهد داد. اساس کار مدار ، ارسال امواج مادون قرمز و دریافت بازتاب آنها است.
در این مدار از یک دیود فرستنده مادون قرمز و یک سنسور گیرنده مادون قرمز استفاده است که در یک راستا و در کنار هم به گونه قرار می گیرند که با قرار گرفتن شی در مقابل این دو دیود، امواج مادون قرمز منتشر شده توسط فرستنده بر روی گیرنده بازتاب شود.
در این مدار تشعشعات مادون قرمز فرستاده شده توسط فرستنده ، به وسیله سنسور گیرنده مادون قرمز دریافت شده و شدت آن اندازه گیری می شود. هر چقدر شی شما به سنسور ها نزدیکتر باشد ، امواج بازتابی از آن بیشتر است و در نتیجه سنسور گیرنده بیشتر تحریک خواهد شد. البته میزان بازتاب به رنگ مانع نیز بستگی دارد، رنگهای تیره مانند سیاه نور کمتری بازتاب می کنند و در نتیجه تشخیص آنها دیرتر و با سختی بیشتری صورت می پذیرد. اگر مانع شما یک دیوار با رنگ روشن ( تقریباً سفید ) باشد ، در فاصله حدوداً 20 سانتی متری LED D5 روشن خواهد شد. در صورتی که سنسور را به مانع نزدیکتر کنید ، در فاصله 10 سانتی متریLED D6 هم روشن شده و بالاخره با روشن شدن LED D7 می توان نتیجه گرفت که سنسور شما با مانع فاصله ای کمتر از 6 سانتی متر دارد.
این مدار می تواند کاربردهای متفاوتی داشته باشد. اصلی ترین کاربرد آن در ساخت رباتهای هوشمند مثلاً ربات دریبل زن یا ربات لابیرنت است.... در اینگونه رباتها شما باید به نحوی دیواره را تشخیص دهید و از برخورد ربات با دیواره جلوگیری نماید و پس از آن مسیر خود را به گونه اصلاح کنید که از بین موانع به خوبی عبور کند. اصولاً در هر جا که شما نیازمند تشخیص مانعی در جلوی ربات خود هستید چنین مداری می تواند به شما کمک کند. برای استفاده از این مدار تنها کافی است که به پایه های تغذیه ال ای دی ها را به مدار تصمیم گیرنده خود مثلاً میکروکنترلر متصل نمایید. دقت کنید . در صورت تحریک مدار و روشن شدن ال ای دی ها خروجی های آی سی Low خواهد شد. و به سطح منطقی صفر می رود. یکی از اساسی ترین ویژه گی های این مدار ، سه مرحله ای بودن آن است. با توجه به اینکه این مدار از فاصله زیاد مانع را تشخیص می دهد شما قابلیت پیاده سازی الگوریتم های پیچیده را بر روی ربات خود خواهید داشت.
دقت کنید که تغذیه این باید تا جای ممکن صاف و رگوله باشد. برای این کار از خازن های مناسب به صورت موازی در مدار تغذیه استفاده کنید تا اثر اعوجاجات ناشی از موتورها را خنثی نمایند. برای اینکه مدار حساسیت بیشتری داشته باشد و شرایط محیطی کمترین اثرات را در کارکرد حسگر شما داشته باشند امواج مادون قرمز با فرکانس حدود 120 هرتز نوسان می کنند ( این پالسها توسط آی سی 555 در مدار ایجاد می گردد.) در بخش گیرنده نیز امواج دریافتی تا حدی فیلتر می شوند و در واقع بخش گیرنده مدار تنها به امواج مادون قرمز فرستاده شده توسط فرستنده همین مدار حساس است و امواج مادون قرمز موجود در محیط اثر زیادی بر روی کار مدار شما ندارند.برای سنسورهای گیرنده و فرستنده می توانید از پکیج های موجد در بازار استفاده کنید. معمولاً در این قطعات یک سنسور فرستنده و یک سنسور گیرنده در کنار یکدیگر و در یک بدنه پلاستیکی جاسازی شده اند. البته استفاده از فتودیودهای فرستنده و گیرنده معمولی نیز نتیجه قابل قبولی دربر خواهد داشت. دقت نمایید، در صورتی که به جای دیود گیرنده از فتوترانزیستور گیرنده استفاده کنید ، تغییرات مدار شما خطی نخواهد بود و فواصل ذکر شده در بالا تغییر می نماید. البته این فواصل به سایر تنظیمات مدار شما نیز بستگی خواهد داشت که با کمی تجربه و تلاش می توانید بهترین نتیجه را از مدار سنسور اخذ نمایید.
باید متذکر شویم که این مدار علاوه بر استفده در ربات هایی از قبیل دریبل زن و ماز و لابیرنت و ... کاربردهای فروان دیگری هم دارد که با کمی ابتکار می توانید آن را در جاهای دیگر نیز به کار گیرید ، مثلاً از این مدار می توان به عنوان سنسور دنده عقب اتومبیل نیز استفاده نمود برای این کار باید مدار و سنسورهای آن را بر روی سپر عقب نصب کنید و سه چراغ نشانگر مدار را دید راننده اتومبیل نصب کنید، با این کار راننده با سرعت و دقیت بیشتری می تواند اتومبیل خود را پارک نماید. مدارات دیگر شبیه به این مدار با امواج مافوق صوت و قابلیت های بیشتر در حال آماده سازی است که به زودی بر روی سایت قرار خواهد گرفت. لیست کامل قطعات :
R1_____________10K 1/4W Resistor
R2,R5,R6,R9_____1K 1/4W Resistors
R3_____________33R 1/4W Resistor
R4,R11__________1M 1/4W Resistors
R7______________4K7 1/4W Resistor
R8______________1K5 1/4W Resistor
R10,R12-R14_____1K 1/4W Resistors
C1,C4___________1µF 63V Electrolytic or Polyester Capacitors
C2_____________47pF 63V Ceramic Capacitor
C3,C5_________100µF 25V Electrolytic Capacitors
D1_____________Infra-red LED
D2_____________Infra-red Photo Diode (see Notes)
D3,D4________1N4148 75V 150mA Diodes
D5-7___________LEDs (Any color and size)
IC1_____________555 Timer IC
IC2 __________ LM324 Low Power Quad Op-amp
IC3____________7812 12V 1A Positive voltage regulator IC
