Bekanntlich gibt es neben dem sichtbaren Lichtspektrum auch Infrarotstrahlung, die vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen wird. Es wird häufig in Fernbedienungen verwendet, um verschiedene Befehle zu übertragen. Eine interessante Tatsache: Um Infrarotlicht zu „sehen“, richten Sie einfach das Objektiv einer Digitalkamera auf den IR-Emitter der Fernbedienung und drücken Sie die Tasten darauf. Auf dem Kamerabildschirm wird ein leuchtender Punkt sichtbar – das ist Infrarot Leuchtdiode.
IR-Strahlen in der Funkelektronik ermöglichen die Schaffung eines interessanten Geräts namens Infrarotbarriere. Es besteht aus zwei Teilen – einem Sender und einem Empfänger. Der Sender ist ein normaler IRLeuchtdiode, der Impulsstöße empfängt. Der Empfänger fängt und erkennt diese Impulsstöße kontinuierlich. Wenn zwischen Empfänger und Sender eine freie sichtbare Verbindung besteht, d.h. Das Licht „reicht“ ungehindert den Empfänger und am Ausgang wird eine logische Null gesetzt. Sobald jedoch ein Fremdkörper im Empfangsbereich erscheint, wird die Verbindung sofort unterbrochen und der Empfänger meldet dies.Eine solche Barriere kann vor allem bei Sicherheitsalarmen eingesetzt werden, da IR-Strahlung mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.
Der Vorteil dieses speziellen Schemas besteht darin, dass das Infrarot Leuchtdiode Es leuchtet nicht kontinuierlich, sondern gepulst. Dies verlängert zum einen die Lebensdauer der LED selbst und reduziert den Stromverbrauch, zum anderen ist es ein guter Schutz vor Fehlalarmen, sodass die Schaltung auch im Freien bei direkter Sonneneinstrahlung des Empfängers bedenkenlos eingesetzt werden kann.
Senderschaltung
Die Sendeschaltung basiert auf einem dualen integrierten Timer NE556, der Impulse für die Aussendung erzeugt LED LED1, Widerstand R2 stellt die Strahlungsleistung ein. Alle anderen Elemente des Stromkreises müssen strikt der angegebenen Nennleistung entsprechen, um die gewünschte Frequenz des Generators aufrechtzuerhalten. D1 – jede Diode mit geringer Leistung, zum Beispiel 1N4148, 1N4007, KD521.
Empfängerschaltung
Das Schlüsselelement der Schaltung ist ein spezieller IR-Signalempfänger mit der Bezeichnung TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Sie finden es auf jedem Fernseher, der über eine Fernbedienung verfügt. Hier eignet sich jeder Empfänger, der für eine Frequenz von 36 kHz ausgelegt ist, beispielsweise TSOP1736. Dieser Empfänger steuert das Gate des Feldeffekttransistors VT1. Weil das Signal vom Empfängerausgang beträgt etwa 5 Volt, dann muss der Transistor mit logischer Steuerung verwendet werden, zum Beispiel IRL520 oder ein anderer aus der IRL-Serie. Als letzten Ausweg können Sie ein normales Feldgerät installieren, zum Beispiel IRF540, IRF740, IRF630, aber es öffnet sich nicht vollständig. Leuchtdiode LED1 zeigt den Ausgangsstatus der Schaltung an.Wenn die sichtbare Verbindung zwischen Empfänger und Sender nicht unterbrochen ist, ist die Ausgangsspannung Null, LED1 leuchtet nicht. Sobald ein Fremdkörper im Erfassungsbereich erscheint, leuchtet LED1 und die Spannung am OUT-Ausgang wird gleich der Versorgungsspannung. D1 im Diagramm ist eine 5-Volt-Zenerdiode, Sie können beispielsweise 1N4733 verwenden.
Die Tafel können Sie hier herunterladen:
IR-Barriere-Baugruppe
Jeder Schaltkreis ist auf einer eigenen Leiterplatte montiert, der TSOP-Empfänger und die IR-LED werden über Drähte ausgegeben. Die Platinen werden mit der LUT-Methode hergestellt. Nachfolgend finden Sie einige Fotos des Prozesses:
Wie bei jedem elektronischen Gerät werden zunächst kleine Teile – Widerstände, Dioden – auf die Platine gelötet. Dann die Kondensatoren und danach alles andere. Es empfiehlt sich, die Mikroschaltung in der Steckdose zu installieren und die Stromkabel der Einfachheit halber über Klemmenblöcke anzuschließen. Waschen Sie nach dem Löten das restliche Flussmittel von der Platine ab und testen Sie die Leiterbahnen auf Kurzschlüsse.
Einrichtung und Test
Nach der Montage können Sie die Platinen mit Strom versorgen. Die Versorgungsspannung für beide Stromkreise beträgt 9-12 Volt. Nach dem Einschalten müssen Sie sicherstellen, dass die Spannung an der Kathode der Zenerdiode im Empfängerkreis etwa 5 Volt beträgt. Wenn er höher ist, müssen Sie die Funktionsfähigkeit der Zenerdiode und des Widerstands R2 überprüfen, da sonst der TSOP-Empfänger durchbrennen kann. Nach dem Starten des Senders können Sie durch das Kameraobjektiv auf die LED schauen, sie sollte leicht leuchten. Damit das Licht nicht seitlich streut, sondern streng in eine Richtung gelenkt wird, empfiehlt es sich, die LED in einer 3-4 Zentimeter langen Röhre zu platzieren.
Jetzt können Sie die LED-Röhre auf den Empfänger richten und sehen, was passiert.Wenn zwischen ihnen eine sichtbare Verbindung besteht, ist die blaue LED aus, dies ist auf dem Foto zu sehen.
Legen wir nun ein Stück Sperrholz in den Weg des IR-Strahlungsflusses, geht die Verbindung zwischen Empfänger und Sender verloren und die blaue LED leuchtet sofort auf.
Sie können mit verschiedenen Materialien experimentieren. Papier und transparenter Kunststoff lassen Infrarotstrahlung durch, sodass die IR-Barriere nicht darauf reagiert. Doch Metall, Holz, eine menschliche Hand oder andere dichte Materialien stellen für die Strahlen ein Hindernis dar, wie im Video zu sehen ist.
