Инфракрасный датчик пересечения луча (LM567CN)

Датчик будет пригоден для применения в системах управления радиоэлектронными устройствами, в охранной системе и других самодельных устройствах. Он реагирует на приближение в нему человека или любогопредмета. В зависимости от выставленной подстроечным резистором чувствительности дальность срабатывания может быть от нескольких метров до нескольких сантиметров.

Схема датчика

В основе схемы лежит микросхема LM567, которая представляет собой тональный декодер. Поскольку настройка на частоту декодирования зависит от частоты встроенного генератора, и фактически ей равна, можно эту частоту использовать в качестве источника импульсов для модуляции инфракрасного излучения.

Частота встроенного генератора микросхемы зависит от RC-цепи R7-C2. При этом импульсы можно снимать с вывода 5 микросхемы. Что здесь и сделано. Импульсы с вывода 5 А1 через цепь R4-СЗ поступают на вход усилителя на транзисторах VТ1 и VТ2, на выходе которого (в коллекторной цепи VТ1) включен инфракрасный светодиод HL1.

Таким образом, излучателем ИК-сигнала служит HL1, а приемником является фототранзистор VТЗ. HL1 и VТЗ взаимно расположены так, что, прямой оптической связи между ними нет. Они направлены в одну сторону, - в ту сторону, и между ними имеется непрозрачная перегородка, в качестве которой может быть, например, столешница стола (например, HL1 на столе, а VТЗ под столом).

Если перед датчиком, состоящим из HL1 и VТЗ появляется человек или какой-то предмет, ИК-луч, излученный светодиодом HL1 отражается от его поверхности, и попадает на фототранзистор VТЗ. Так как луч был модулирован импульсами от генератора микросхемы А1, то на эмиттере VТЗ образуются импульсы фототока такой же частоты.

Они через подстроечный резистор R6, регулирующий чувствительность, и конденсатор С1, поступают на вход декодера микросхемы А1. Так как по частоте они совпадают с частотой генератора на R7 и С2, а иначе и быть не может, открывается ключ на выходе микросхемы А1, он выходит коллектором на её вывод 8. Это создает ток на базе транзистора VТ4. Он открывается и напряжение на его коллекторе поднимается до напряжения питания.

Принципиальная схема инфракрасного датчика пересечения луча

Рис. 1. Принципиальная схема инфракрасного датчика пересечения луча.

Номинальным питающим напряжением для микросхемы LM567CN является 5V, а вся схема здесь питается напряжением 12V. Поэтому напряжение питания микросхемы понижено и стабилизировано на уровне 5V параметрическим стабилизатором VD2-R11.

ИК-светодиод отечественного производства АП123А можно заменить практически любым ИК-светодиодом, предназначенным для пультов систем дистанционного управления. Номиналы R7 и С2 могут существенно отличаться от указанных на схеме.

На работу датчика это практически не окажет влияния, потому что одна и та же цепь R7-С2 работает как в генераторе опорной частоты для фазового детектора декодера микросхемы А1, так и в генераторе для модуляции ИК-излучения светодиода. То есть, частоты передачи и приема в любом случае совпадают, потому что генерируются одним и тем же генератором.

Детали

Все примененные конденсаторы должны быть рассчитаны на максимальное напряжение не ниже напряжения питания. Чувствительность датчика (дальность реагирования) можно регулировать двумя способами. В первом случае это подстроечный резистор R6, которым регулируется чувствительность декодера.

Во втором случае это подбор сопротивления резистора R5, который ограничивает ток через инфракрасный светодиод. Выбирать этот резистор меньше 3-4 Ом не следует.

Горчук Н. В. РК-2016-09.

Литература: 1. Два автомата управления освещением. Р-2008-3.

1 118 Детекторы и датчики
ИК лучи датчик пересечения
cashback