PIN диод суурилсан гал мэдрэгч: 4 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Пин диод дээр суурилсан гал мэдрэгч нь гал илрүүлэх үед дохиоллыг идэвхжүүлдэг. Thermistor дээр суурилсан галын дохиолол нь сул талтай; гал нь ойролцоох термисторыг халаахад л дохиолол асдаг. Энэ хэлхээнд мэдрэмтгий ПИН диодыг галын мэдрэгч болгон урт хугацааны гал илрүүлэх зориулалтаар ашигладаг.

Энэ нь 430nm - 1100nm -ийн хүрээнд харагдахуйц гэрэл ба хэт улаан туяаг (IR) илрүүлдэг. Тиймээс галаас харагдахуйц гэрэл ба IR нь мэдрэгчийг хялбархан идэвхжүүлж дохиоллыг идэвхжүүлдэг. Цахилгааны утаснаас оч гарч байгааг илрүүлэх бөгөөд хэрэв тэдгээр нь тасрахгүй бол сэрэмжлүүлгийн дохио өгдөг бөгөөд энэ нь үзэсгэлэнгийн танхим, хувцасны шүүгээ, бичлэгийн өрөө гэх мэтийг хамгаалахад тохиромжтой хэрэгсэл юм.

Алхам 1: эд ангиудын жагсаалт

Хагас дамжуулагч:

_ IC1 (CA3140 op-amp);

_ IC2 (CD4060 тоолуур);

_ T1, T2 (BC547 npn транзистор);

_ LED1, LED2, LED3, (5мм LED);

_ D1 (BPW34 ПИН фотодиод)

Резистор (бүх 1/4 ватт, ± 5% нүүрстөрөгч):

_ R1, R5, R6 (1 мега-ом);

_ R2, R3 (1 кило-ом);

_ R4, R7, R8 (100 ом)

Конденсатор:

_ C1 (0, 22 μF керамик диск)

Төрөл бүрийн:

_ BATT.1 (9, 0В зай);

_ PZ1 (пьезо дуугаруулагч)

Тиймээс PIN диод BPW34 нь хэлхээнд гэрэл ба IR мэдрэгч болгон ашигладаг. BPW34 бол анод (A) ба катод (K) бүхий 2 зүүтэй фотодиод юм. Анодын төгсгөлийг фотодиодын дээд талаас харсан хавтгай гадаргуугаас амархан таньж болно. Нимгэн утсыг холбосон жижиг гагнуурын цэг бол анод, нөгөө нь катодын терминал юм.

BPW34 бол 900 нм гэрэлд өртөхөд 350 мВ тогтмол гүйдлийн нээлттэй хэлхээний хүчдэл үүсгэдэг цацраг туяа мэдрэмтгий гадаргуутай жижигхэн PIN фотодиод буюу нарны зай юм. Энэ нь байгалийн нарны гэрэл, мөн галын гэрэлд мэдрэмтгий байдаг. Тиймээс энэ нь гэрэл мэдрэгч болгон ашиглахад хамгийн тохиромжтой юм. BPW34 фотодиодыг тэг болон урвуу төлөвт ашиглаж болно. Гэрэл дээр унах үед түүний эсэргүүцэл буурдаг.

Алхам 2: Хэлхээ диаграм

Пин диод дээр суурилсан гал мэдрэгчийн хэлхээ диаграммыг Зураг 3-т үзүүлэв. Энэ нь 9V зай, PIN диод BPW34 (D1), оп-ампер CA3140 (IC1), тоолуур CD4060 (IC2), BC547 (T1 ба T2) транзистороор бүтээгдсэн болно.), пьезо дуугаралт (PZ1) болон бусад хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсэг.

Хэлхээнд PIN фотодиод BPW34 нь op-amp-ийн оролтонд гэрэл гүйдлийг оруулахын тулд урвуу хэвийсэн горимд op1-amp IC1-ийн урвуу ба урвуу оролттой холбогдсон байна. CA3140 бол MOSFET оролт ба хоёр туйлт гаралттай 4.5MHz BiMOs оп-өсгөгч бөгөөд оролтын хэлхээний хаалгаар хамгаалагдсан MOSFET (PMOS) транзистор нь ихэвчлэн 1.5T ом орчим оролтын эсэргүүцлийг өгдөг. IC нь гаралтын статусыг өндөр эсвэл бага болгож өөрчлөхийн тулд маш бага оролтын гүйдэл, 10pA хүртэл шаарддаг. Хэлхээнд IC1 нь гүйдэл-хүчдэлийн хөрвүүлэгчийн үүргийг гүйцэтгэхэд трансимпеданс өсгөгч болгон ашигладаг. IC1 нь PIN диодод үүсгэсэн гэрэл гүйдлийг гаралтын харгалзах хүчдэл болгон олшруулж, хөрвүүлдэг. Урвуу оролтгүй оролт нь фотодиодын газар ба анодтой холбогддог бол урвуу оролт нь PIN диодоос гэрэл гүйдлийг авдаг.

Алхам 3: Хэлхээний ажиллагаа

Том үнэлгээтэй R1 эсэргүүцэл нь урвуу тохиргоонд орсон тул трансимпеданс өсгөгчийн ашиг орлогыг тогтоодог. Газар руу урвуу оролтгүй холболт нь фотодиодын бага эсэргүүцэлтэй ачааллыг өгдөг бөгөөд энэ нь фотодиодын хүчдэлийг бага байлгадаг.

Фотодиод нь фотоэлектрик горимд ажилладаг бөгөөд гадны хэвийсэн утгатай байдаггүй. Оп-өсгөгчийн санал хүсэлт нь фотодиодын гүйдлийг R1-ээр дамжуулж буй эргэлтийн гүйдэлтэй тэнцүү байлгадаг. Ийм фотоэлектрик горимд фотодиодын улмаас оролтын оролтын хүчдэл маш бага байдаг. Энэ нь их гаралтын офсет хүчдэлгүйгээр их ашиг олох боломжийг олгодог. Гэрэл багатай нөхцөлд их ашиг олж авахын тулд энэ тохиргоог сонгосон болно. Ер нь орчны гэрлийн нөхцөлд ПИН диодоос гэрэл гүйдэл маш бага байдаг; Энэ нь IC1 -ийн гаралтыг бага байлгадаг. ПИН диод нь харагдахуйц гэрэл эсвэл IR -ийг галаас илрүүлэх үед түүний гэрэл гүйдэл нэмэгдэж IC1 трансимпеданс өсгөгч нь энэ гүйдлийг харгалзах гаралтын хүчдэл болгон хувиргадаг. IC1 -ээс өндөр гаралт нь транзистор T1 -ийг идэвхжүүлж, LED1 гэрэлтдэг. Энэ нь хэлхээнд гал илрүүлсэн болохыг харуулж байна. T1 дамжуулах үед IC2 -ийн 12 -р зүүг газардуулгын потенциал руу шилжүүлж, CD4060 нь хэлбэлзэж эхэлдэг.

IC2 бол C1 ба R6 -ийн улмаас хэлбэлзэх үед нэг нэгээрээ өндөр болж хувирдаг арван гаралттай хоёртын тоолуур юм. IC2 -ийн хэлбэлзэл нь LED2 -ийн анивчсан байдлыг илэрхийлдэг. IC2 -ийн Q6 гаралт (4 -р зүү) 15 секундын дараа өндөр эргэхэд T2 нь PZ1 piezo дуугаруулагчийг ажиллуулж идэвхжүүлдэг бөгөөд LED3 нь мөн гэрэлтдэг. Хэрэв гал тасрахгүй бол 15 секундын дараа дохиолол дахин давтагдана. Та мөн PZ1 -ийг реле хэлхээгээр солих замаар чанга дуу гаргадаг AC дохиоллыг асааж болно (энд харуулаагүй болно). Хувьсах гүйдлийн дохиоллыг энэ зорилгоор ашигладаг релений контактуудаар идэвхжүүлдэг.

Алхам 4: Барилга ба туршилт

ПИН диод дээр суурилсан гал мэдрэгчийн нэг талын ПХБ -ийг Зураг 4 -т, түүний бүрэлдэхүүн хэсгийн байршлыг Зураг 5 -т харуулав. хайрцаг. ПИН диодыг тохиромжтой газарт суулгаж, ердийн гэрэл/нарны гэрэл тусахгүй байхаар таглана.

Хэлхээг шалгах нь энгийн зүйл юм. Ер нь ПИН диодын дэргэд галын дөл байхгүй үед пьезо дуугаралт дуугардаггүй. ПИН диодоор галын дөл мэдрэгдэхэд пьезо дуугаруулагч дохиолол өгдөг. Түүний илрүүлэх хүрээ нь хоёр метр орчим байдаг. Түүнчлэн богино холболтоос болж цахилгааны утсан дээрх очийг илрүүлж чаддаг.