Infračervená bariéra

Ako viete, okrem spektra viditeľného svetla existuje aj infračervené žiarenie, ktoré ľudské oko nevníma. Často sa používa v diaľkových ovládačoch na prenos rôznych príkazov. Zaujímavé je, že na „videnie“ infračerveného svetla stačí nasmerovať objektív digitálneho fotoaparátu na IR žiarič diaľkového ovládača a stlačiť na ňom klávesy. Zároveň sa na obrazovke fotoaparátu zobrazí svetelná bodka - funguje to ako infračervená LED dióda.

Infračervené lúče v elektronike umožňujú vytvoriť také zaujímavé zariadenie zvané infračervená bariéra. Pozostáva z dvoch častí - vysielača a prijímača. Vysielačom je bežná IR LED, ktorá prijíma paket impulzov. Prijímač tieto impulzné pakety neustále zachytáva a detekuje. Keď existuje voľné viditeľné spojenie medzi prijímačom a vysielačom, t. svetlo voľne „letí“ do prijímača, na výstupe sa nastaví logická nula. Len čo sa v oblasti pokrytia objaví cudzí predmet, spojenie sa okamžite preruší a prijímač to signalizuje. Takúto bariéru je možné použiť predovšetkým v bezpečnostných poplachoch, pretože infračervené žiarenie nie je možné vidieť voľným okom.

Výhodou tohto konkrétneho obvodu je, že infračervená LED v ňom nesvieti nepretržite, ale pulzuje. Po prvé, predlžuje životnosť samotnej LED a znižuje spotrebu prúdu, a po druhé, je to dobrý prostriedok ochrany proti falošným poplachom, takže obvod môže byť bezpečne použitý aj na ulici, keď priame slnečné svetlo vstupuje do prijímača.

Obvod vysielača

Obvod vysielača je založený na duálnom integrovanom časovači NE556, ktorý generuje impulzy pre emitujúcu LED1, zatiaľ čo rezistor R2 nastavuje energiu žiarenia. Všetky ostatné prvky obvodu musia prísne zodpovedať špecifikovanej hodnote, aby sa dosiahla požadovaná frekvencia generátora. Dl - akákoľvek nízkoenergetická dióda, napríklad 1N4148, 1N4007, KD521.

Obvod prijímača

Kľúčovým spojom v obvode je špeciálny prijímač IR signálu označený ako TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Nájdete ho na akomkoľvek televízore, ktorý má diaľkové ovládanie. Tu je vhodný akýkoľvek prijímač navrhnutý pre frekvenciu 36 kHz, napríklad TSOP1736. Tento prijímač riadi bránu tranzistora s poľným efektom VT1. pretože výstupný signál prijímača je asi 5 voltov, potom sa musí tranzistor používať s logickým riadením, napríklad IRL520 alebo iným zo série IRL. V extrémnych prípadoch môžete uviesť obvyklé pole, napríklad IRF540, IRF740, IRF630, ale úplne sa neotvorí. LED1 indikuje stav výstupu obvodu. Ak nie je prerušené viditeľné spojenie medzi prijímačom a vysielačom, výstupné napätie je nula, LED1 nesvieti. Hneď ako sa v oblasti pokrytia objaví cudzí predmet, rozsvieti sa LED1 a napätie na výstupe OUT sa rovná napájaciemu napätiu. Dl v diagrame je 5 voltová zenerova dióda, napríklad sa môže použiť 1N4733.

Zostava IR bariéry

Každý obvod je zostavený na svojej doske s plošnými spojmi, prijímač TSOP a IR LED sú na výstupe z vedenia. Dosky sú vyrábané metódou LUT, nižšie je uvedených niekoľko fotografií procesu:

Ako pri každom elektronickom zariadení, prvé malé časti sa spájajú na dosku - odpory, diódy. Potom kondenzátory a po nich všetko ostatné. Odporúča sa nainštalovať mikroobvod do zásuvky a napájacie káble pre ľahšie pripojenie pripojiť cez svorkovnice. Po spájkovaní umyte zvyšky taviva z dosky a krúžky zakrúžkujte pre skrat.

Nastavenie a testovanie

Po montáži môžete doskám dodať energiu. Napájacie napätie oboch obvodov je 9-12 voltov. Po zapnutí sa uistite, že napätie na katóde zenerovej diódy v obvode prijímača je približne 5 voltov. Ak je vyššia, musíte skontrolovať účinnosť zenerovej diódy a rezistora R2, inak môže prijímač TSOP vyhorieť. Po spustení vysielača sa môžete pozerať na LED cez objektív fotoaparátu, mal by sa mierne rozsvietiť. Odporúča sa umiestniť LED do skúmavky dlhej 3 až 4 cm, aby sa svetlo nerozptýlilo po stranách, ale smerovalo presne jedným smerom.

Teraz môžete nasmerovať prijímač pomocou LED na prijímač a vidieť, čo sa stane. Ak je medzi nimi viditeľné spojenie, modrá dióda LED nesvieti, je to vidieť na fotografii.

Teraz položte kúsok preglejky na cestu toku infračerveného žiarenia, spojenie medzi prijímačom a vysielačom sa stratí a modrá LED sa okamžite rozsvieti.

Môžete experimentovať s rôznymi materiálmi. Papier a priehľadný plast prenášajú infračervené žiarenie, takže na ne IR bariéra nereaguje. Ako vidno vo videu, prekážkou pre lúče sú kov, drevo, ruka človeka alebo iné husté materiály.