Простой ИК-датчик отражения луча на таймере 555 и SFH5110-38

Устройство предназначено для работы в составе охранной системы или системы автоматики. Оно срабатывает случае приближения к препятствию на расстояние менее порогового, либо в случае отдаления препятствия на расстояние более порогового. В первом случае активный выходной уровень - логический ноль, во втором -логическая единица.

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 логический ноль.

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.

Рис.1. Принципиальная схема ИК-датчика отражения луча на таймере 555 и SFH5110-38.

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 кипометр), 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, создающий совместно с резистором R4 уровень логического нуля КМОП логики при питании 5V.

Детали и печатная плата

Питается схема напряжением 5V, величина питающего напряжения не может быть другой, потому что является номинальной для фотоприемника SF1. Все детали расположены на печатной плате, схема расположения печатных дорожек и монтажа показана на рисунке 2.

Рис. 2. Печатная плата для ИК-датчика отражения луча.

 

На плате между фотоприемником и светодиодом установлена перегородка. 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. 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-07-18.

1 322 ИК - лучи

ИК лучи датчик оптический передатчик датчик препятствий датчик пересечения охранное устройство