Датчик пересечения на инфракрасных лучах (LM567)

Датчики на инфракрасных лучах широко применяются во многих охранныхустройствах, в автоматике, их преимущества по сравнению с оптическими реагирующими на видимый свет и емкостными очевидны.

Инфракрасные лучи невидимы, они ни кому и ничему не мешают, а в случае с охранной системой, обеспечивают необходимую скрытность размещения датчика. Важный фактор и высокая стабильность, почти независящая от состояния окружающей среды (ИК-излучение хорошо проходит и через воду). На сайте RadioStorage.net уже не раз публиковались подобные схемы ИК-датчиков, эта схема отличается простотой и не большим количеством деталей.

На рисунке приведена схема ИК-датчика, который может работать на отражение или на пересечение луча. Благодаря использованию модуляции излучения и частотной селекции принимаемого излучения датчик хорошо защищен от помех инфракрасного излучения различных тепловых приборов и пультов дистанционного управления аппаратурой.

Схема датчика

В основе схемы микросхема тонального декодера LM567 (Л.1). В ней есть мультивибратор, частота которого зависит от RC-цепи на выводах 5 и 6, и селективный усилитель с ФАПЧ (в составе которого работает этот мультивибратор).

Рис. 1. Принципиальная схема датчика пересеяения на инфракрасных лучах.

Если частоту с выхода мультивибратора подать на ИК-светодиод, а на входе микросхемы включить фототранзистор, то микросхема будет реагировать (логическим нулем на выходе) исключительно на свет этого светодиода.

Ключ на транзисторах VТ1 и VТ2 усиливает по мощности импульсы, поступающие с вывода 5 А1, так чтобы яркость ИК-светодиода HL1 была достаточной для приема его излучения фототранзистором FT1 с расстояния в несколько метров. Чувствительность фототранзистора устанавливается подстроечным резистором R1 так чтобы получилась необходимая дальность.

Как только препятствие, расположенное перед датчиком данной платы (датчик состоит из фототранзистора FT1 и ИК-светодиода HL1) оказывается на достаточном расстоянии, ИК-свет, излученный ИК-светодиодом HL1 от него отражается и попадает на светочувствительную поверхность фототранзистора FT 1. Это приводит к тому, что на выводе 8 микросхемы А1 возникает логический ноль. На базу транзистора VT3 через резистор R7 поступает открывающий ток.

Транзистор VT3 открывается, и открывает транзистор VТ4, в коллекторной цепи которого включена обмотка реле К1. Обмотка данного реле рассчитана на напряжение 5V. Диод VD1 защищает транзистор от повреждения выбросами ЭДС самоиндукции обмотки реле.

Детали и печатная плата

Если препятствие отдаляется на расстояние больше предела чувствительности, то реле выключается. Фототранзистор взят от неисправной механической компьютерной мыши. Он обладает достаточной чувствительностью. Его можно заменить любым другим фототранзистором.

Но использовать интегральные фотоприемники от систем дистанционного управления нельзя, так как они настроены на определенную частоту и имеют встроенный формирователь логических импульсов.

Рис. 2. Печатная плата для схемы датчика.

ИК-светодиод, - любой инфракрасный светодиод, применяемый в пультах дистанционного управления. На рисунке приводится разводка печатной платы для датчика, работающего на отражение.

ИК-светодиод на плате расположен со стороны печатных проводников, а плата служит светонепроницаемой перегородкой исключающей прямое попадание света от него на фототранзистор. Для обеспечения непрозрачности платы в этом месте есть большой непротравленный участок фольги.

Этот участок желательно закрасить черным маркером, чтобы он был черного цвета. Для работы на пересечение луча ИК-светодиод располагают далеко за пределами платы, и устанавливают его напротив, нацелив на фототранзистор.

Практическое применение датчика, -охранные системы, устройства бытовой и производственной автоматики, а так же, в качестве пожарного датчика задымления. В этом случае, при возникновении задымления окружающая датчик среда становится малопрозрачной из-за частиц дыма и оптическая связь нарушается.

Наумов А. И. РК-2017-01.

Литература :

1. Справочник. - Тональный декодер LM567. РК-06-2006.
2. Наумов А.И. - Инфракрасный датчик. РК-09-2006.