Датчики на ИК-лучах

March 28, 2011 by admin Комментировать »

В современной радиоэлектронике очень широко применяются оптоэлектронные компоненты, использующие инфракрасные (ИК) лучи. Хотя мы их не видим, но такие лучи подчиняются законам оптики, как и видимый свет. На основе таких узлов удобно выполнять разнообразные датчики для систем управления. Перед вами вариант бесконтактного датчика, принцип рабо- гы которого основан на импульсном излучении ИК-лучей и их приеме уже отраженными от препятствий (или же приеме прямого луча), рис. 1.6.

Рис. 1.6. Возможное расположение узлов: а — на отражение луча; б — на прямом луче

В зависимости от расположения ИК-приемника и ИК-передат- чика, устройство позволяет контролировать наличие предметов или препятствий на расстоянии до 1…2 м. По сравнению с аналогами, опубликованными в литературе, эта схема получилась более простой из-за применения распространенного современного интегрального ИК-усилителя (DA1).

Электрическая схема состоит из двух узлов: передатчика (рис. 1.7) и приемника ИК-импульсов (рис. 1.9). Каждый из узлов собран на своей печатной плате, что в дальнейшем может пригодиться, если появится необходимость подключить сигнализатор к системе охраны, срабатывающей при пересечениилуча (рис. 1.6, б), т. е. создать так называемый ИК-барьер. Несмотря на то что более удобно при установке устройства, когда ИК-излучатель и ИК-при- емник находятся в одном корпусе, но раздельное их размещение позволяет в 2 раза увеличить зону действия датчика.

ИК-передатчик состоит из генератора (на элементах DD1.1, DD1.2), формирователя коротких импульсов (DD1,3), буферного каскада (DD1.4) и усилителя мощности на транзисторе VT1. На выходе будет последовательность коротких импульсов, формируемых по фронту импульсов задающего генератора.

Основная частота генерагора(32,8 кГц)стабилизирована «часовым» кварцевым резонагором. В этом случае не гребуегся гоч-

Рис. 1.7. ГенераторИК-импульсов

ная настройка задающего генератора. Это не только упрощает изготовление, но и делает параметры устройства более стабильными во времени. Частота генератора выбрана не случайно, ведь в интегральном ИК-приемнике есть фильтр на близкую частоту (33 кГц), что повышает помехоустойчивость канала связи системы.

Транзистор КП505(А—В) может быть заменен на BSS295. Номинал резистора R4 зависит от напряжения питания схемы и мощности примененных ИК-диодов, большинство из них допускают довольно большой ток в импульсе (от 100 мА до 1,5 А). Излучающие диоды следует выбирать на длину волны 950 нм, так как описанный далее приемник имеет максимальную чувствительность именно на этом участкедиапазона. Варианты для замены излучающих ИК-диодов можно найти в справочном разделе книги.

Для монтажа передатчика можно воспользоваться печагной платой.показаннойнарис. 1.8.

Два варианта выполнения схемы ИК-приемника приведены на рис. 1.9. В нем использован интегральный модульТЭОР1833; подробно описанный в справочном разделе книги (там же приведены варианты аналогов для ею замены), а при небольшой коррекции топологии платы можно также применять модули FSOP1733. Гак как модуль ИК-приемника требует для питания меньшего напряжения, чем все остальные узлы, установлен транзистор VI 1 – который

Рис. 1.8. Топология печатной платы, расположение элементов и внешний вид монтажа

обеспечивает согласование уровней сигналов между приемником и счетчиком на микросхеме.

Микросхема К176ИЕ5 содержит два независимых счетчика, один из которых внутри уже соединен с генератором. В зависимости от варианта подключения верхнего счетчика, на выходе (вы- вод4) появится лог. 1, когда исчезнут ИК-импульсы (рис. 1.9, а) или когда они появятся (рис. 1.9, б).

Как только на выходе микросхемы DD1/1 появляется нулевой уровень относительно вывода 2, транзистор VT1 откроется и на резисторе R2 будет лог. 1 (9 В), что приведет к перезапуску верхнего счетчика DD1. В начальный момент на выходе DDI/4 будет лог. 0.

Схемы работают в режиме микротоков (потребляют всего 1.5 мА) и могут питаться от любого источника с напряжением 10…16B.

Рис. 1.9. Схемы ИК-приемников: a — вариант на пересечение луча; б — на отражение луча

Для сборки второго варианта схемы можно воспользоваться печатной платой, показанной на рис. 1.10. Она предусматривает установку стабилитронов только в пластмассовых корпусах, что хорошо видно на фотографии.

Рис. 1.10. Топология печатной платы, расположение элементов и внешний вид монтажа

Источник: Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 6. — M / СОЛОН-Пресс, 2005. 240 с.

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