Схема охраны объекта на основе отражения светового сигнала

November 25, 2010 by admin Комментировать »

На рис. 3.16 представлена электрическая схема, позволяющая контролировать состояние охраняемого объекта на расстоянии до 3 метров посредством отраженного ИК луча. Электронный узел вырабатывает управляющий выходной сигнал

Рис. 3.16. Электрическая схема системы охраны

в случае, когда световой поток, излучаемый светодиодом HL1, отражается от объекта и попадает на фотоприемник. Источник излучения — ИК диоды HL1, HL2, соединенные параллельно для усиления светового потока, и ИК приемник — два параллельно соединенных фотодиода ФД263-01 — смонтированы в одной плоскости, рядом друг с другом на расстоянии 4…5 см. Их фоточувствительные поверхности расположены в одном направлении и на одной линии. Напротив них, на подвижной двери (дверь открывается горизонтально, как купе), на расстоянии до 3,5 метров от стены с ИК датчиками, надежно закрепляется плоский участок зеркальной поверхности (обрезанное бытовое зеркало 10×10 см). ИК диоды НИ, HL2 подключены к источнику питания и излучают постоянно. Совмещение зеркала и плоскости приемника/передатчика происходит не всегда, а только в момент перемещения двери в горизонтальной плоскости, когда ее смещают при открывании или закрывании, и зеркало в определенный момент возвращает посланный ИК передатчиком луч в пространство. Только в момент перемещения (открывания или закрывания) двери охраняемого объекта зеркало отражает луч излучателя и возвращает его. Два фотодиода подключены параллельно также для обеспечения высокой чувствительности узла к рассеянному световому потоку. Рабочие поверхности диодов ФД263-01 прикрыты изолированными от света трубками так, чтобы защитить их чувствительные поверхности от воздействия естественного света и электрического освещения. Чувствительность узла в широких пределах регулируется переменным резистором R4.

При отсутствии отраженного светового потока (обычное состояние — дверь купе или открыта, или закрыта) сопротивление фотодиодов VD1, VD2 велико, и напряжение на неинвертирующем входе 6 компаратора DA1 имеет низкий потенциал. Одновременно с этим на выходе компаратора (вывод 1 DA1) будет присутствовать напряжение высокого уровня. Таймер DA2 находится в состоянии ожидания — на его выходе (вывод 3 DA2) напряжение близко к «О». Транзистор VT1 закрыт, его переход эмиттер—коллектор имеет большое сопротивление, и напряжение питания не поступает на предполагаемую схему сигнализации.

Когда дверь купе в движении, фотодиоды в определенный момент времени принимают отраженный световой сигнал. Длительность этого момента не принципиальна, т.к. для запуска таймера, реализованного на микросхеме КР1006ВИ1, достаточно миллисекундного импульса. На входе 6 компаратора DA1 разность потенциалов увеличивается (сопротивление фотодиодов резко уменьшается), а на выходе компаратора (вывод 1) устанавливается напряжение низкого уровня (на время действия момента прохождения отраженного ИК излучения). Этот отрицательный фронт импульса через конденсатор С1 попадает на вход запуска таймера (вывод 2). Таймер DA2 запускается и вырабатывает выходной импульс положительной полярности определенной длительности на своем выводе 3. Этот импульс открывает транзистор VT1 и на схему сигнализации поступает напряжение питания. В результате прозвучит сирена или другой сигнал. Длительность выходного импульса зависит от сопротивления переменного резистора R5 и может варьироваться от О до нескольких минут при емкости конденсатора С2, равной 1 мкФ. Время задержки выключения можно увеличить, увеличив емкость конденсатора С2 до 200 мкФ. Более этого значения увеличивать емкость не следует, т.к. на практике узел теряет стабильность. По окончании времени действия таймера микросхема DA2 переходит в исходный режим ожидания и снова запустит таймер при поступлении отрицательного фронта импульса на вход запуска.

При правильном монтаже и исправных элементах схема охраны начинает работать сразу после сборки. Перед первым включением узла установите движки переменных резисторов в среднее положение. Незначительная настройка заключается в установке чувствительности (изменения порога срабатывания) компаратора DA1. Это достигается изменением сопротивления переменного резистора R4. Данный процесс регулировки выполняется уже при закрепленных ИК датчиках и отражательном зеркале в местах их непосредственного применения. Чувствительность узла необходимо увеличить перемещением движка переменного резистора R4, если при появлении на фотодиодах отраженного сигнала (при перемещении двери купе) сигнализация не включается или включается нестабильно. Это говорит об удаленности двери с участком зеркала от фотодатчиков (распылении ИК излучения в пространстве). При ложных срабатываниях, вызванных включением электрического освещения в месте установки датчиков, или при воздействии прямых солнечных лучей чувствительность прибора придется уменьшить. Ложные срабатывания могут иметь место, если в помещениях отсутствуют шторы на окнах.

Переменным резистором R5 регулируется длительность звучания сигнализации. При необходимости установки максимальной длительности в несколько минут, этот резистор можно заменить постоянным, сопротивлением 91…150 кОм. Электролитические конденсаторы типа К50-12, К50-6 или аналогичные, рассчитанные на рабочее напряжение не менее 16 В. Конденсатор С1 любой неполярный. Его емкость может быть в пределах 0,1…1 мкФ. Переменные резисторы типа СП5-1ВБ или другие с линейной характеристикой изменения сопротивления. Все постоянные резисторы кроме R1 типа МЛТ-0,125, R1 — мощностью от 0,5 Вт. Вместо транзистора VT1 можно использовать КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Если предполагается более мощная нагрузка, то между эмиттером VT1 и общим проводом нужно включить электромагнитное реле на напряжение, соответствующее напряжению питания узла, контакты которого в этом случае будут коммутировать такую нагрузку.

Напряжение питания схемы стабилизированное 5… 15 В. В качестве сигнализации можно применять любые подходящие электронные устройства с током потребления до 1 А. Это ограничение обусловлено электрическими параметрами транзистора VT1.

Все неиспользуемые выводы компаратора DA1 необходимо соединить с общим проводом. Вместо микросхемы КР1401СА1 можно применить приборы К1401СА1, КР1101СА2, КБ1401СА1-4 без изменений в монтаже.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты