Простой инфракрасный датчик (555, SFH5110-38)


Устройство предназначено для индикации приближения к препятствию на расстояние менее порогового. Работает по принципу радара, но вместо радиоволны использует инфракрасное излучение. Излучает ИК-излучение в сторону препятствия. От препятствия происходит отражение ИК-излучения и прием его фотоприемником.

Если мощность принимаемого отраженного ИК-излучения будет больше порогового значения. - на выходе открывается транзисторный ключ, который может быть нагружен обмоткой реле или другой нагрузкой, питающейся напряжением 5V.

Схема очень проста, потому что в ней используется интегральный фотоприемник предназначенный для систем дистанционного управления бытовой аппаратурой.

Фотоприемник представляет собой микросборку, в которой есть фотодиод, усилитель фототока, а так же, фильтр, выделяющий сигнал по модулирующей частоте и компаратор - формирователь логических импульсов.

Благодаря фильтру фотоприемник фактически реагирует только на «свой» сигнал. - сигнал модулированный определенной частотой, в данном случае 38 кГц.

А благодаря компаратору есть четкий порог чувствительности. ниже которого сигнал просто никак не влияет на выход фотоприемника. Используя это свойство можно регулировкой яркости излучателя (ИК-светодиода) добиться реакции схемы на определенное максимальное расстояние до препятствия.

Принципиальная схема

Принципиальная схема устройства показана на рисунке 1. Как уже сказано, схема состоит из излучателя и приемника. Излучателем является ИК-светодиод HL1. ток на него поступает от мультивибратора на микросхеме А1. генерирующего импульсы частотой 38 кГц. Сила тока, значит, и сила света, зависит от величины сопротивления резистора R3. Частота модуляции (38 кГц) установлена цепью C1-R2

Принципиальная схема простого инфракрасного датчика

Рис. 1. Принципиальная схема простого инфракрасного датчика.

Фотоприемник - SF1. И фотоприемник и светодиод расположены так. что направлены в одну сторону - на препятствие. Между ними находится непрозрачная перегородка, не дающая ИК-излучению от светодиода попадать непосредственно на фотоприемник. Поэтому на фотоприемник может попасть только отраженное ИК-излучение.

Отраженное ИК-излучение поступает на фотоприемник практически при любом расстоянии до препятствия (хоть километр), другое дело в силе отраженного света. Фотоприемник благодаря имеющемуся в нем компаратору характеризуется четким порогом чувствительности.

Поэтому, когда расстояние до препятствия снижается до некоторого порогового значения на выходе SF1 открывается ключ, подающий открывающее напряжение на мощный транзистор VT1. Транзистор VT1 открывается, и подает ток на нагрузку, включенную между его коллектором и общим минусом питания.

Детали и печатная плата

Питается схема напряжением 5V. Если необходимо питание от более высоковольтного источника, например, автомобильного аккумулятора, нужно подавать питание на схему через стабилизатор.

Все детали расположены на печатной плате, схема расположения печатных дорожек и монтажа показана на рисунке 2. На плате между фотоприемником и светодиодом установлена перегородка.

Печатная плата для схемы инфракрасного датчика

Рис. 2. Печатная плата для схемы инфракрасного датчика.

Она сделана из консервной жести и покрашена битумным лаком в черный цвет. Битумный лак так же был использован и для ручного рисования печатных дорожек на заготовке печатной платы.

В качестве светодиода HL1 можно использовать любой ИК-светодиод для пультов дистанционного управления. Чувствительность (расстояние, на которое реагирует схема) зависит от яркости светодиода и чувствительности фотоприемника.

Подбором сопротивления R3 можно выставить необходимую величину расстояния до препятствия, при котором начинается звуковая сигнализация.

При указанном на схеме сопротивлении R3 10 Ом у автора расстояние получилось 45 см. Увеличение сопротивления ведет к уменьшению расстояния.

Макаров А. Н. РК-04-2019.


1 353 ИК - лучи
ИК лучи датчик датчик пересечения
Оставить комментарий:

cashback