Kā jūs zināt, papildus redzamās gaismas spektram ir arī infrasarkanais starojums, kuru cilvēka acs neuztver. To bieži izmanto tālvadības pultīs, lai pārsūtītu dažādas komandas. Interesants fakts ir tas, ka, lai “redzētu” infrasarkano gaismu, pietiek ar to, lai norādītu digitālās kameras objektīvu uz tālvadības pults IR izstarotāju un nospiestu uz tā esošos taustiņus. Tajā pašā laikā kameras ekrānā būs redzams gaismas punkts - tas darbojas kā infrasarkanais gaismas diode.
IR stari elektronikā ļauj izveidot tik interesantu ierīci, ko sauc par infrasarkano staru barjeru. Tas sastāv no divām daļām - raidītāja un uztvērēja. Raidītājs ir parasts IR LED, kas saņem impulsu paketi. Uztvērējs nepārtraukti uztver un atrod šīs impulsa paketes. Kad starp uztvērēju un raidītāju ir izveidojies bezmaksas redzams savienojums, t.i. gaisma brīvi “lido” pie uztvērēja, izejā tiek iestatīta loģiska nulle. Tiklīdz pārklājuma zonā parādās kāds svešķermenis, savienojums tiek nekavējoties pārtraukts, un uztvērējs par to signalizē. Šādu barjeru ir iespējams izmantot, pirmkārt, drošības signalizācijā, jo IR starojumu nevar redzēt ar neapbruņotu aci.
Šīs konkrētās shēmas priekšrocība ir tāda, ka tajā esošais infrasarkanais gaismas diode nemirgo nepārtraukti, bet pulsē. Pirmkārt, tas pagarina pašas gaismas diodes kalpošanas laiku un samazina strāvas patēriņu, un, otrkārt, tas ir labs aizsardzības līdzeklis pret viltus trauksmēm, tāpēc ķēdi var droši izmantot pat uz ielas, kad uztvērējā nonāk tieši saules stari.
Raidītāja ķēde
Raidītāja ķēde ir balstīta uz divējādu integrētu taimeri NE556, kas ģenerē impulsus izstarojošai LED1, bet rezistors R2 iestata starojuma jaudu. Visiem pārējiem ķēdes elementiem ir stingri jāatbilst noteiktajiem parametriem, lai tie atbilstu vēlamajai ģeneratora frekvencei. D1 - jebkura mazjaudas diode, piemēram, 1N4148, 1N4007, KD521.
Uztvērēja shēma
Galvenais posms ķēdē ir īpašs IR signāla uztvērējs, kas apzīmēts kā TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Jūs to varat atrast jebkurā televizorā, kam ir tālvadības pults. Šeit ir piemērots jebkurš uztvērējs, kas paredzēts frekvencei 36 kHz, piemēram, TSOP1736. Šis uztvērējs kontrolē VT1 lauka efekta tranzistora vārtus. Jo uztvērēja izejas signāls ir apmēram 5 volti, tad tranzistors ir jāizmanto ar loģisku vadību, piemēram, IRL520 vai jebkuru citu no IRL sērijas. Ārkārtējos gadījumos varat ievietot parasto lauku, piemēram, IRF540, IRF740, IRF630, taču tas netiks pilnībā atvērts. Gaismas diode1 norāda ķēdes izejas statusu. Kad redzamais savienojums starp uztvērēju un raidītāju nav pārtraukts, izejas spriegums ir nulle, LED1 nav ieslēgts. Tiklīdz pārklājuma zonā parādās svešķermenis, iedegas LED1, un spriegums pie OUT izejas kļūst vienāds ar barošanas spriegumu. D1 diagrammā ir 5 voltu zenera diode, piemēram, var izmantot 1N4733.
IR barjeras montāža
Katra shēma ir samontēta uz pašas iespiedshēmas plates, uz vadu tiek izvadīts TSOP uztvērējs un IR LED. Plātnes ir izgatavotas pēc LUT metodes, zemāk ir pāris procesa fotoattēlu:
Kā jebkurai elektroniskai ierīcei, uz paneļa tiek pielodētas pirmās mazās detaļas - rezistori, diodes. Tad kondensatori, un pēc tiem viss pārējais. Mikroshēmu ieteicams uzstādīt kontaktligzdā un ērtībai ar spaiļu blokiem savienot strāvas vadus. Pēc lodēšanas nomazgājiet plākšņu atlikumus no tāfeles, izveidojiet trases īssavienojumu.
Iestatīšana un testēšana
Pēc montāžas jūs varat piegādāt strāvu dēļiem. Abu ķēžu barošanas spriegums ir 9-12 volti. Pēc ieslēgšanas pārliecinieties, vai uztvērēja ķēdē Zener diodes katoda spriegums ir aptuveni 5 volti. Ja tas ir augstāks, jums jāpārbauda Zener diodes un rezistora R2 efektivitāte, pretējā gadījumā TSOP uztvērējs var izdegt. Palaidis raidītāju, jūs varat apskatīt gaismas diodi caur kameras objektīvu, tam vajadzētu nedaudz iedegties. Ieteicams LED ievietot caurulē 3-4 cm garumā, lai gaisma neizkliedētu sānus, bet būtu vērsta stingri vienā virzienā.
Tagad jūs varat virzīt uztvērēju ar gaismas diodi uz uztvērēju un redzēt, kas notiek. Kad starp tām ir redzams savienojums, zilā gaismas diode nedeg, to var redzēt fotoattēlā.
Tagad mēs ievietojam saplākšņa gabalu infrasarkanā starojuma plūsmas ceļā, savienojums starp uztvērēju un raidītāju tiek zaudēts un nekavējoties iedegas zils LED.
Jūs varat eksperimentēt ar dažādiem materiāliem. Papīrs un caurspīdīga plastmasa pārraida infrasarkano starojumu, tāpēc IR barjera uz tiem nereaģē. Bet metāls, koks, cilvēka rokas vai citi blīvi materiāli ir šķērslis stariem, kā redzams video.
