01.04.21

[Домашняя]

Сейчас доступные в продаже датчики обычно представлены датчиками движения, которые реагируют на перемещение человека, перед датчиком реагируя на изменение тепла, основанные на пиродетекторах. К сожалению, такой датчик не среагирует, если человек неподвижен. Или если это не человек, а какой-то предмет. Это ограничивает применением датчиков движения на основе пиродетекторов. В том случае, когда нужно реагировать не обязательно именно на движущегося человека, а на перемещение любого предмета в зону контроля или из зоны контроля более подходит ИК-датчик основанный на пересечении или отражении ИК-луча от поверхности объекта. Например, такой датчик может стоять в проходе, при этом одна его половина на одной стороне прохода, другая на другой стороне. Пока в проходе никого нет ИК- свет от одной половины беспрепятственно попадает на вторую половину датчика. Человек проходит и перекрывает эту оптическую связь, датчик срабатывает. Или другой вариант, - работа на отражение. Например, пока перед датчиком ничего нет (вернее, все слишком далеко), луч от передатчика на приемник не попадает. Но когда к датчику подходит человек луч отражается от него и попадает на фотоприемник. На рисунке показана схема ИК-датчика, который может работать как на пересечение луча, так и на его отражение (это зависит от взаимной пространственной ориентации ИК-светодиода и ИК-фототранзистора).

Чтобы работе датчика не мешали различные помехи от ИК-излучения канал модулируется частотой 5 кГц при передаче и фильтруется при приеме полосовым активным фильтром, настроенным на 5 кГц. Передающий узел состоит из генератора модулирующих импульсов на микросхеме D1 и ИК-светодиода HL1. Мультивибратор импульсов частоты 5 кГц построен на инверторах D1.5 и D1.6. Частота зависит от цепи C-R1-R2. В процессе налаживания частоту подгоняют по частоту активного полосового фильтра приемника с помощью подстроечного резистора R2. Далее, импульсы с выхода мультивибратора поступают на своеобразный усилитель мощности, сделанный из четырех инверторов D1.1-D1.4, включенных параллельно. Ток через ИК-светодиод HL1 ограничивается резистором R3. Такая схема передатчика рассчитана на относительно небольшое расстояние между ИК-светодиодом и фототранзистором, примерно не более 3-4 метров. Если нужна дальность порядка 10-20 метров необходимо изменить схему выходного каскада, дополнив её транзисторным ключом, по схеме, используемой в пультах дистанционного управления телевизорами и другой бытовой техникой. ИК-сигнал принимается фототранзистором VT1. На его эмиттере ток частотой 5 кГц, он поступает на активный фильтр на ОУ А1.1. Частота настройки фильтра устанавливается контуром СЗ L1, включенным между входом и выходом ОУ. Здесь в качестве индуктивной составляющей используется готовый дроссель индуктивностью 10 мкГн. Практически активный фильтр получается настроен­ным не на 5 кГц, а на какую-то другую, близкую частоту. В принципе, его надо подстроить, путем изменения индуктивности или емкости, но это технически сложный процесс. Поэтому было решено подстраивать не фильтр на частоту передатчика, а передатчик на частоту фильтра, потому что частоту передатчика легко можно менять, регулируя подстроечный резистор R2. Таким образом, налаживание схемы существенно упрощается. В конце концов, какая разница, какой ока­жется частота модуляции, - главное чтобы приемник и передатчик были настроены на одну и ту же частоту. С выхода активного фильтра выделенный и усиленный сигнал поступает на детектор на диоде VD1 и конденсаторе С4. Напряжение на этом конденсаторе зависит от уровня входного сигнала. На ОУ А1.2 построен компаратор, его порог срабатывания задается с помощью подстроенного резистора R6. Этим резистором фактически регулируется чувствительность датчика. Детали. ОУ LM1458 можно заменить любыми вариантами, это может быть как одна микросхема с двумя ОУ (сдвоенный ОУ), так и одиночные ОУ. Микросхему К561ЛН2 можно заменить каким-то зарубежным аналогом, или микросхемой К561ЛЕ5 или К561ЛА7 (или их зарубежными аналогами), в этом случае, потому что в данных ИМС только по четыре элемента, усилитель мощности будет сделан на двух включенных параллельно элементах, плюс меньшая мощность выходов.     В результате яркость свечения HL1 может оказаться низкой, и дальность действия получится недостаточной. В этом случае, нужно усилить выход транзисторным ключом. HL1 - любой ИК-светодиод для пультов дистанционного управления. Фототранзистор L14F можно заменить каким-то аналогом, можно попробовать любой фототранзистор от ЛПМ старых видеомагнитофонов, от шариковых компьютерных мышек.

Радиоконструктор №8 2014г стр. 36