Микропроцессоры и микроконтроллеры

Инфракрасный Барьер

• Дистанционное управление различными объектами на расстоянии до 50 м,

• Охранная сигнализация,

• Фотофиниш на школьном или институтском стадионе,

• Счетчик готовой продукции на конвейере

Все это — варианты применения инфракрасного барьера МАСТЕР КИТ, характеристики которого, при общей простоте устройства, приближены к профессиональным образцам.

Электромеханическое реле фотоприемника изделия позволяет коммутировать ток до 10А.

Устройство, описание которого приведено в этой статье, построено по принципу: «Купил-подключил». Оно представляет собой

готовый блок (все электронные компоненты уже установлены на печатные платы приемника и передатчика).

В одном из предыдущих номеров журнала был рассмотрен простейший инфракрасный пульт ДУ МАСТЕР КИТ. Рассматриваемое в этой статье устройство является более сложным, приближенным к профессиональным инфракрасным барьерам. Устройство состоит из источника света и фотоприемника с усилителем, нагруженным на исполнительное устройство.

При относительной простоте изделия, в качестве источников используются излучатели, работающие в невидимом инфракрасном диапазоне, которые излучают не непрерывный сигнал, а сигнал сложной импульсной формы.

Ключевым элементом барьеров является микросхема интегрального фотоприемника TSOP1736. Ее структурная схема показана на рисунке 2.

В микросхеме установлен высокочувствительный PIN-фото-приемник, сигнал с которого поступает на входной усилитель, который преобразует фототок в напряжение. Затем усиленный сигнал поступает на усилитель с автоматической регулировкой усиления (АРУ) и далее на полосовой фильтр, который выделяет сигнал с рабочей частотой 36 кГц из шумов и помех. Выделенный сигнал поступает на демодулятор, который состоит из детектора и интегратора. Дело в том, что данная микросхема оптимизирована для приема сложного сигнала, представляющего собой короткие пакеты импульсов с рабочей частотой 36 кГц. В паузах между импульсами производится калибровка системы АРУ. Поэтому данная микросхема не реагирует

даже на непрерывную помеху с рабочей частотой. Активный уровень выходного сигнала низкий. Микросхема не требует для своей работы никаких внешних элементов. Все ее компоненты, включая фотоприемник, защищены от внешних наводок внутренним электрическим экраном и залиты специальной пластмассой. Эта пластмасса является фильтром, отсекающим оптические помехи в видимом диапазоне света. Благодаря всем этим мерам микросхема отличается весьма высокой чувствительностью и малой вероятностью появления ложных сигналов. При этом она отличается малыми габаритами (5x10x13 мм) и, что весьма важно для радиолюбителей, низкой стоимостью.

Общий вид устройства представлен на рисунке 1, схема электрическая принципиальная передатчика на рисунке 3, приемника — на рисунке 4.

ПРИНЦИП РАБОТЫ УСТРОЙСТВА

Для нормальной работы ИК барьера передатчик должен формировать импульсы излучения в соответствии с диаграммой, показанной на рисунке 5. При изменении напряжения питания, температуры и других влияющих факторов частота импульсов не должна изменяться более чем на 5%. В качестве генератора импульсов, удовлетворяющего таким требованиям, в передатчике использован сдвоенный интегральный таймер типа NE556. На одной его половине собран генератор с частотой 36 кГц, эта частота задается элементами СЗ, R4, R5. На второй половине собран генератор огибающей, который управляет первым таймером. Его частота и скважность задается элементами CI, Rl, R3, D1. Микросхема имеет мощный выход, способный отдавать в нагрузку ток в 200 мА, поэтому оказалось возможным подключить излучающие диоды непосредственно к выходу микросхемы. Элементы С2,

Таблица 2. Перечень элементов

С4, С5 служат для фильтрации питающего напряжения.