IR Sensörleri Doğru Kullanıyor muyuz?

IR sensörler aşağıdaki resimde gösterildiği gibi IŞIK tayfının İnfrared bölgesinde yer almaktadır. Bu ışık görünmez ışık kısmında yer aldığından Gözümüzle göremeyiz fakat kameralar vasıtasıyla görünür hale gelecektir. Visible light denilen bölge görebildiğimiz ışık bölgesidir. Dikkat ederseniz bu bölgenin her iki yanındaki frekanslar görülmeyen bölgelerdir.

Konumuz infrared ışık sistemi olduğuna göre bu bölgede yer alan ledlerin, dalga boyu nedir dersek. Ledlerin genellikle 900-940 nanometre dalga boyunda yapıldığını söyleyebiliriz. Bu Görünmez ışık bölgesi ve görünür ışık bölgesi yansıtma kurallarında, birbirine benzer şekilde davranırlar. Yani yansıtıcı özelliği iyi olan bir yüzey ile aynı devre ile daha fazla mesafe algılanabilir, ışığı emen bir yüzey ise, mesafe kısalacaktır.
Bunlara dikkat etmeniz gerekir. Yani yapacağınız devrenin neyi algılamasını istiyorsanız ona göre gücünü ayarlamanız gerekir. ( Bu videoda gösterilmiştir. )
Bu özelliği kullanılarak RENK ayırımı da yapılabilmektedir. Örnek olarak Bu sayfaya bakabilirsiniz. Devir sayacı olarak kullanılmış bir örnek mevcuttur.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Devrelerimden birini kontrol etmek için Arduino IR sensör aldım ve devrem gayet güzel çalışmaya başladı. Sensör ğroblemi olan devrenin bulunduğu,  yazımın konusu olan aydınlatma kontrol devresine buradan bakabilirsiniz. 
Devre çalıştığında led florasanı çalıştırıyordu. Sensör Florasan ışığından etkilenmiyordu. Çünkü Florasan ışığında INFRARED dalga boyunda bir ışıma yoktu. Fakat bu devrenin olduğu yere GÜNEŞ ışığı geldiğinde devre kendi kendine tetikleniyordu. 
Bunun sebebi ise GÜNEŞ ışığı ile görünür bölge deki ışıma ve infrared bölgesindeki ışımanın, birlikte gelmesiydi. Tabii ki bu dalga boyu geldiğinde devremizi etkiliyordu.
Kendi kendine tetiklenen devre ise bir tetik daha gelmezse devamlı florasan devresini yanık bırakıyordu. Bu durum benim için tehlikeli sonuçlar doğurabilirdi. Sizlerinde yaptığınız devrelerde çevrede güneş ışığı olacaksa, ya da IR sinyal vericileri olursa, buna dikkat etmeniz gerekecektir. 

Devresiz ucuz sensör

Şimdi de piyasadaki IR sensörlere bakalım. Bu sensörler karşılıklı olabilir ya da yansımalı olabilir. Hangi tip kullanacaksanız, yukarıdaki bilgiler ışığında devrenizi oluşturmanız gerekmektedir. Bunun yanı sıra kullanacağınız sensörlerde, alıcı olarak foto diyot ve foto transistör kullanabilirsiniz. Burada dikkat etmeniz gereken durum ise fotodiyotlarda ışığa karşı çok küçük bir değişim olacağıdır.  Burada yukarıdaki sensorün kullanıldığı arduino uygulaması vardır. ADC kullanarak bu değişim hissedilebilir. Fakat değişim farkı sorun olabilir. Bundan dolayı daha hassas işlerinizde aşağıdaki gibi yükseltilmiş bir devre kullanabilirsiniz. Çünkü burada sadece IR led ve fototransistör vardır. Bu küçük değişimi hissetmek zordur. O halde, bu değişimi daha büyük bir değişim haline getirmemiz gerekebilir. Bir OPAMP dediğimiz yükseltici devresini kullanmanız gerekebilir.
Yukarıdaki sensörün OPAMP ile birleştirilmiş hali aşağıdaki resimdedir. 

Kullanılan devre ise bu tip devrelerdir. Benzer devreler, internette bulunabilmektedir.
Yukarıdaki devrede dikkat etmeniz gereken bir durum vardır. Bu da fotodiyotun devreye ters bağlanmasıdır. Bu devrenin çalışması ise şu şekildedir. Çalışmaya başladığında IR led devamlı çalışmaktadır. Şayet yansıma olursa fotodiyot üzerine düşen ışığa göre bir akım akışı olur, buna göre de R2 üzerinde bir gerilim oluşur. Bu gerilim RV1 ile ayarlanan gerilimden yüksek ise çıkış verir. Aşağıda ise çıkış vermez. Hassasiyet ayarını RV1 ile yaparsınız. Çıkışta bir değer alacaksınız. Bu değeri Arduino ya da diğer işlemcilere giriş olarak uygulayabilirsiniz.
Not: Tüm yarı iletkenler IŞIK aldığında bir gerilim üretir. Örnek olması açısından 2N3055 transistörü ile yapılan basit güneş pili deneyine bakabilirsiniz.
Foto diyot ve foto transistörler tabii ki hassasiyet açısından bu işler için dizayn edilmiştir. Bunları kullanmakta fayda vardır.

Gelelim bu sorunları tamamen giderebileceğimiz devremize. 

Devremizde IR led kullanılmaktadır. Fakat alıcı devremizde TSOP4436 veya TSOP4836 IR alıcı göz kullanılmaktadır. IR alıcı gözler 36khz, 38khz vs. gibi frekansları geçiren diğer frekanslara zorluk gösteren devrelerdir. İçinde bulunan band geçiren filtreler ile sadece belirlenmiş frekanslarda en yüksek kazancı gösterir. Burada kullandığımız 36Khz ise PWM ile oluşturulmuştur. Tam 36Khz olamayabilir, 36Khz e çok yakın olması yeterlidir.
Bu şekilde vericimizi çalıştırıyoruz. Yansımayı alıcı gözümüz gördüğünde bunu pals olarak algılaması gerekir. Bunun için ise bunu PWM sinyalini kesip, bir süre sonra tekrar başlatarak yapıyoruz. Aşağıdaki sinyal şekli çalışmasını anlatmaktadır. Sensör çıkışı alttaki sinyaldir ve mikroişlemciye giriş olarak verilir.

Alıcı gözümüz yansıma geldiğinde bunu pals olarak dijital girişe verir. Arduino ya da diğer işlemcilerle bu sinyali aldığımızda bir başka çıkışı 1 seviyesine çıkararak tetikleme veririz.
Devremiz ise PIC12F683 ile çalıştırılmıştır. Program dosyalarını konunun altında toplu halde bulabileceksiniz.

Yukarıdaki devre basit bir programa sahiptir. Bu algoritmayı kullanarak, kendi programınızı yapabilirsiniz. Devrenin çalışması esnasında, RV1 (200R) potansiyometresi hassasiyet ayarı yapmaktadır. R4 direnci ise potansiyometre tam +Vcc ye kısa devre edildiğinde, maksimum akım geçmesinin önüne geçecektir. Minimum seri direnç 47R dan başlayıp 247R a kadar ayarlanabilecektir.

 

Yukarıdaki programda 22. ve 23. satırları 38Khz için açıklamada olduğu gibi değiştirmeniz yeterlidir.Program 36Khz e göre ayarlıdır. PIC12F683 iç osilatörü kullanılmaktadır.

TSOP44xx alıcı gözün bilgileri Bu kaynak içerisinde çeşitli frekanslara ait alıcı gözlerin bilgilerini de bulabileceksiniz.
Çeşitli alıcı göz tipleri :

 

 

 

 

 

TSOP 1738

 

Daha farklı tipte de alıcı gözlere rastlayabilirsiniz.

 

 

Tüm dosyalara bu linkten ulaşabilirsiniz. 

Mikro kontrolcü kullanmadan, ben bu tip bir devre yapmak istiyorum diyorsanız, o da olur.
Bu sayfadaki devreyi inceleyebilirsiniz.

Bu devreye neden ihtiyaç oldu.

Gerçek devrenin çalışması ve yüzeye göre mesafe değişimi. 

Devreler hakkında görüş ve sorularınızı buradan ya da Facebook üzerinden iletebilirsiniz. Buradan görüş bildirmenizi tavsiye ederim. Konu hakkındaki görüşleriniz burada görünecek ve diğer okuyucular sizin görüşlerinizden faydalanacaktır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir