Инфракрасный датчик для систем охраны и автоматики


Схема инфракрасного датчика, принцип работы которого основан на отражении или пересечении инфракрасного луча. Здесь описывается именно такой датчик, использующий детали от систем дистанционного управления бытовой аппаратурой, а именно, интегральный фотоприемник SFH506-36 и инфракрасный светодиод АЛ147А.

Интегральный фотоприемник располагается на основной плате, где и находятся все элементы схемы. ИК-светодиод находится за пределами платы, и соединяется с ней двухпроводным кабелем. Это позволяет наиболее оптимальным образом расположить взаимно фотоприемник и светодиод.

Для работы на пересечение линии светодиод и фотоприемник размещают в противоположных концах этой условной линии, на пересечение которой датчик должен реагировать.

Если же работа на отражение, то светодиод располагается с той же стороны, что и фотоприемник, но фотоприемник защищается блендой, чтобы на него попадал только отраженный свет от светодиода и не попадал прямой.

Интегральный фотоприемник систем дистанционного управления рассчитан на прием ИК-сигнала, промодулированного определенной частотой.

Принципиальная схема

В данном случае используется фотоприемник типа SFH506-36, имеющий полосовой фильтр, настроенный на частоту 36 кГц. Соответственно, ИК-светодиод должен питаться импульсами тока именно такой частоты, чтобы излучать ИК-свет, промоду-лированный частотой 36 кГц.

Схема инфракрасного датчика

Рис. 1. Схема инфракрасного датчика.

Модулирующие импульсы генерирует мультивибратор на элементах D1.1 и D1 2 микросхемы D1. Частота этих импульсов устанавливается RC-цепью R2-С1 и должна быть около 36 кГц.

Эти импульсы поступают на базу транзистора VT1, в коллекторной цепи которого, через токоограничительный резистор R4, включен ИК-светодиод HL1.

Если между HL1 и HF1 имеется оптическая связь, фотоприемник HF1 принимает ИК-импульсы, генерируемые НИ, и на его выходе устанавливается логический ноль, который поступает на вход инвертора на элементе D1.3.

В результате на выходе датчика (разъем ХЗ) устанавливается логическая единица. Если схема работает на пересечение луча, то это является ждущим режимом.

При пересечении луча оптическая связь прерывается, и в этот момент на выходе HF1 устанавливается логическая единица, а на разъеме ХЗ, соответственно, логический ноль.

То есть, ноль служит сигналом тревоги для схемы, которая должна отреагировать на пересечение луча. Если схема работает на отражение, то уровни будут противоположными, то есть, пока нет отражения, на выходе будет ноль, а при появлении перед датчиком объекта ноль сменится на единицу.

Детали и печатная плата

Источник питания пятивольтовый, это в первую очередь, вызвано тем. что номинальное напряжение для питания интегрального фотоприемника равно 5V.

Источником питания может быть зарядное устройство от старого сотового телефона (выходное напряжение 5V), либо источник питания схемы, реагирующей на сигнал датчика.

Печатная плата для схемы инфракрасного датчика

Рис. 2. Печатная плата для схемы инфракрасного датчика.

В принципе, подойдет любой источник постоянного тока напряжением 5V при токе не ниже 50mA. Если нет источника на 5V, то можно использовать и на большее напряжение, но нужно будет стабилизировать напряжение питания микросхемы и фотоприемника, например, включив между выводами 7 и 14 D1 стабилитрон на 5V (например, BZX55C5V1 или другой). При этом нужно помнить, что анод стабилитрона подключают к выводу 7 D1, а катод - к выв 14.

Фотоприемник типа SFH506-36 можно заменить практически любым другим аналогичного назначения. Как уже сказано выше, важную роль играет значение модулирующей частоты, на которую рассчитан фотоприемник. Естественно, что у другого фотоприемника цоколевка может отличаться.

Однако, по выходным параметрам и питанию они практически все идентичны (имеются в виду интегральные фотоприемники для систем дистанционного управления теле-видеоаудио аппаратуры).

Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить каким-то другим аналогом, например, К176ЛЕ5 или импортным CD4001 или другим аналогом «ххх4001».

Транзистор КТ972 можно заменить спаркой из транзисторов КТ815 и КТ315, включенных по схеме Дарлингтона (составного транзистора).

На месте HL1 может быть любой ИК-светодиод для пультов ДУ. Все используемые в схеме конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 6V. С2 и С3 - импортные аналоги электролитических К50-35. С1 - керамический. При подключении ИК-светодиода необходимо соблюдать полярность.

Все детали приемной части собраны на печатной плате, показанной на втором рисунке Плата несложная, односторонняя, без перемычек, её можно изготовить в «кухонных» условиях.

Хотя, можно монтаж выполнить и на готовой макетной печатной плате, спаяв детали согласно принципиальной схеме. В принципе, налаживания не требуется, однако, может понадобиться сделать подгонку частоты мультивибратора подбором сопротивления R2 или емкости С1.

Борисов Д. И. РК-01-2020.


1 602 ИК - лучи
датчик ИК лучи охранное устройство датчик пересечения
Оставить комментарий:

cashback