Infraraudonųjų spindulių barjeras

Kaip žinote, be matomos šviesos spektro yra ir infraraudonųjų spindulių, kurių nesuvokia žmogaus akis. Jis dažnai naudojamas nuotolinio valdymo pultuose, norint perduoti įvairias komandas. Įdomus faktas yra tas, kad norint „pamatyti“ infraraudonųjų spindulių šviesą, pakanka nukreipti skaitmeninio fotoaparato objektyvą į nuotolinio valdymo pulto IR spinduliuotę ir paspausti ant jo esančius klavišus. Tuo pačiu metu fotoaparato ekrane bus matomas šviečiantis taškas - tai veikia kaip infraraudonųjų spindulių šviesos diodas.
IR spinduliai elektronikoje leidžia sukurti tokį įdomų prietaisą, vadinamą infraraudonųjų spindulių barjeru. Jį sudaro dvi dalys - siųstuvas ir imtuvas. Siųstuvas yra įprastas IR šviesos diodas, kuris priima impulsų paketą. Imtuvas nuolat fiksuoja ir aptinka šiuos impulsų paketus. Kai tarp imtuvo ir siųstuvo yra laisvas matomas ryšys, t. šviesa laisvai „pasiekia“ imtuvą, išėjime nustatomas loginis nulis. Kai tik pašalinis objektas pasirodo aprėpties zonoje, ryšys akimirksniu nutrūksta ir imtuvas tai signalizuoja. Tokią užtvarą galima naudoti visų pirma apsaugos signalizacijoje, nes IR spinduliuotės negalima pamatyti plika akimi.
Šios konkrečios grandinės pranašumas yra tas, kad joje esantis infraraudonųjų spindulių šviesos diodas nešviečia nuolat, o impulsuoja. Pirma, jis prailgina paties šviesos diodo tarnavimo laiką ir sumažina srovės sunaudojimą, antra, tai yra gera apsaugos priemonė nuo melagingų aliarmų, todėl grandinę galima saugiai naudoti net gatvėje, kai į imtuvą patenka tiesioginiai saulės spinduliai.

Siųstuvo grandinė

Siųstuvo grandinė pagrįsta dvigubu integruotu laikmačiu NE556, kuris generuoja impulsus skleidžiamam LED1, o rezistorius R2 nustato radiacijos galią. Visi kiti grandinės elementai turi griežtai atitikti nurodytą vertę, kad atitiktų norimą generatoriaus dažnį. D1 - bet koks mažos galios diodas, pavyzdžiui, 1N4148, 1N4007, KD521.

Imtuvo grandinė

Pagrindinė grandinės grandis yra specialus IR signalo imtuvas, žymimas TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Jį galite rasti bet kuriame televizoriuje, kuriame yra nuotolinio valdymo pultas. Čia tinka bet koks imtuvas, skirtas 36 kHz dažniui, pavyzdžiui, TSOP1736. Šis imtuvas kontroliuoja VT1 lauko efekto tranzistoriaus vartus. Nes imtuvo išėjimo signalas yra apie 5 voltus, tada tranzistorius turi būti naudojamas kartu su loginiu valdymu, pavyzdžiui, IRL520 ar bet kuriuo kitu iš IRL serijos. Ypatingais atvejais galite įdėti įprastą lauką, pavyzdžiui, IRF540, IRF740, IRF630, tačiau jis nebus visiškai atidarytas. LED1 rodo grandinės išėjimo būseną. Kai matomas ryšys tarp imtuvo ir siųstuvo nėra nutrūkęs, išėjimo įtampa yra lygi nuliui, LED1 nedega. Kai tik aprėpties zonoje atsiranda pašalinis objektas, užsidega LED1 ir OUT išėjimo įtampa tampa lygi maitinimo įtampai. D1 diagramoje yra 5 voltų zenerio diodas, pavyzdžiui, 1N4733 gali būti naudojamas.

IR barjerų surinkimas

Kiekviena grandinė surenkama ant atskiros spausdintos plokštės, ant laidų išvedamas TSOP imtuvas ir IR šviesos diodas. Plokštės pagamintos LUT metodu, žemiau pateikiamos kelios proceso nuotraukos:
Kaip ir bet kurio elektroninio prietaiso atveju, ant lentos yra išlydomos mažos dalys - rezistoriai, diodai. Tada kondensatoriai, o po jų - visa kita. Patartina įdiegti mikroschemą į lizdą, o patogumui maitinimo laidus prijunkite per gnybtų blokus. Po litavimo nuplaukite srauto likučius nuo lentos, žiedus nustatykite trumpam jungimui.

Sąranka ir testavimas

Po surinkimo galite tiekti energiją plokštėms. Abiejų grandinių maitinimo įtampa yra 9–12 voltų. Įjungę įsitikinkite, kad zenerio diodo katodo įtampa imtuvo grandinėje yra apytiksliai 5 voltai. Jei jis didesnis, turite patikrinti zenerio diodo ir rezistoriaus R2 efektyvumą, kitaip TSOP imtuvas gali sudegti. Paleidę siųstuvą, galite pažvelgti į LED per fotoaparato objektyvą, jis turėtų šiek tiek užsidegti. Patartina LED įstatyti į 3–4 cm ilgio vamzdelį, kad šviesa neišsklaidytų šonų, o būtų nukreipta griežtai viena kryptimi.
Dabar galite nukreipti imtuvą su šviesos diodu į imtuvą ir pamatyti, kas atsitiks. Kai tarp jų yra matomas ryšys, mėlynas šviesos diodas nedega, tai galima pamatyti nuotraukoje.
Dabar uždėkite faneros gabalą ant infraraudonosios spinduliuotės srauto kelio, ryšys tarp imtuvo ir siųstuvo bus prarastas, o mėlynas šviesos diodas iškart užsidegs.
Galite eksperimentuoti su įvairiomis medžiagomis. Popierius ir skaidrus plastikas perduoda infraraudonąją spinduliuotę, todėl IR barjeras į juos nereaguoja. Bet metalas, medis, žmogaus rankos ar kitos tankios medžiagos yra kliūtis spinduliams, kaip matyti vaizdo įraše.

Žiūrėkite vaizdo įrašą: IR infrared barjeras (Lapkritis 2024).