Инфрачервена бариера

Както знаете, в допълнение към спектъра на видимата светлина има и инфрачервено лъчение, което не се възприема от човешкото око. Често се използва в дистанционното управление за предаване на различни команди. Интересен факт е, че за да „видите“ инфрачервената светлина, е достатъчно да насочите обектива на цифровата камера към IR излъчвателя на дистанционното управление и да натиснете клавишите върху него. В същото време на екрана на камерата ще се вижда светеща точка - това работи като инфрачервен светодиод.

IR лъчите в електрониката правят възможно създаването на такова интересно устройство, наречено инфрачервена бариера. Състои се от две части - предавател и приемник. Предавателят е обикновен инфрачервен светодиод, който получава пакет от импулси. Приемникът непрекъснато улавя и открива тези импулсни пакети. Когато има свободна видима връзка между приемника и предавателя, т.е. светлината свободно „лети“ към приемника, на изхода се задава логическа нула. Но веднага щом в областта на покритие се появи чужд обект, връзката моментално се прекъсва и приемникът сигнализира за това. Възможно е да се използва такава бариера, на първо място, при аларми за сигурност, тъй като ИЧ лъчението не може да се види с просто око.

Предимството на тази конкретна схема е, че инфрачервеният светодиод в нея не свети непрекъснато, а импулсира. Първо, той удължава живота на самия светодиод и намалява консумацията на ток, и второ, той е добро средство за защита от фалшиви аларми, така че веригата може да се използва безопасно дори на улицата, когато директна слънчева светлина навлиза в приемника.

Предавател верига

Предавателната верига се базира на двойния интегриран таймер NE556, който генерира импулси за излъчващия LED1, докато резисторът R2 задава силата на излъчване. Всички останали елементи на веригата трябва стриктно да отговарят на определената стойност, за да се съобразят с желаната честота на генератора. D1 - всеки диод с ниска мощност, например 1N4148, 1N4007, KD521.

Приемна верига

Ключовата връзка във веригата е специален приемник на IR сигнал, обозначен като TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Можете да го намерите на всеки телевизор, който има дистанционно управление. Тук е подходящ всеки приемник, проектиран за честота от 36 kHz, например TSOP1736. Този приемник управлява портата на полевия транзистор VT1. защото изходният сигнал на приемника е около 5 волта, тогава транзисторът трябва да се използва с логическо управление, например, IRL520 или друг от серията IRL. В крайни случаи можете да поставите обичайното поле, например IRF540, IRF740, IRF630, но то няма да се отвори напълно. LED1 показва състоянието на изхода на веригата. Когато видимата връзка между приемника и предавателя не е прекъсната, изходното напрежение е нула, LED1 е изключен. Щом в областта на покритие се появи чужд обект, LED1 светва и напрежението на изхода OUT става равно на захранващото напрежение. D1 в диаграмата е 5-волтов ценеров диод, например 1N4733 може да се използва.

Сглобяване на IR бариера

Всяка схема е сглобена на собствена печатна платка, приемникът TSOP и IR LED се извеждат на окабеляването. Дъските са направени по метода LUT, по-долу са представени няколко снимки на процеса:

Както при всяко електронно устройство, първите малки части са споени върху платката - резистори, диоди. След това кондензатори, а след тях всичко останало. Препоръчително е да инсталирате микросхемата в контакта и за удобство да свържете захранващите проводници през клемните блокове. След запояване измийте остатъците от флюса от платката, позвънете на пистите за късо съединение.

Настройка и тестване

След монтажа можете да подадете захранване на дъските. Захранващото напрежение на двете вериги е 9-12 волта. След включване се уверете, че напрежението на катода на ценеровия диод в приемната верига е приблизително 5 волта. Ако тя е по-висока, трябва да проверите ефективността на ценеровия диод и резистор R2, в противен случай приемникът TSOP може да изгори. Стартирайки предавателя, можете да погледнете светодиода през обектива на камерата, той трябва да светне леко. Препоръчително е да поставите светодиода в тръба с дължина 3-4 см, така че светлината да не се разпръсква отстрани, а да бъде насочена строго в една посока.

Сега можете да насочите приемника с светодиода към приемника и да видите какво ще се случи. Когато между тях има видима връзка, синият светодиод е изключен, това може да се види на снимката.

Сега сложете парче шперплат върху пътя на потока от инфрачервено лъчение, връзката между приемника и предавателя ще се загуби и синият светодиод ще светне веднага.

Можете да експериментирате с различни материали. Хартия и прозрачна пластмаса предават инфрачервено лъчение, така че ИК бариерата не реагира на тях. Но метал, дърво, ръка на човек или други плътни материали са пречка за лъчите, както се вижда във видеото.