Jak wiadomo, oprócz widma światła widzialnego istnieje również promieniowanie podczerwone, które nie jest postrzegane przez ludzkie oko. Jest często używany w pilotach zdalnego sterowania do przesyłania różnych poleceń. Ciekawostką jest to, że aby „zobaczyć” światło podczerwone, wystarczy skierować soczewkę aparatu cyfrowego na nadajnik podczerwieni pilota i nacisnąć na nią klawisze. Jednocześnie na ekranie kamery widoczna będzie świecąca kropka - działa to jak dioda podczerwieni.
Promienie podczerwone w elektronice umożliwiają stworzenie tak interesującego urządzenia zwanego barierą podczerwieni. Składa się z dwóch części - nadajnika i odbiornika. Nadajnik jest zwykłą diodą IR LED, która odbiera pakiet impulsów. Odbiornik w sposób ciągły przechwytuje i wykrywa te pakiety impulsów. Gdy istnieje wolne widoczne połączenie między odbiornikiem a nadajnikiem, tj. światło swobodnie „leci” do odbiornika, logiczne zero jest ustawiane na wyjściu. Ale gdy tylko obcy obiekt pojawi się w obszarze zasięgu, połączenie zostanie natychmiast przerwane i odbiornik to zasygnalizuje. Taką barierę można zastosować przede wszystkim w alarmach bezpieczeństwa, ponieważ promieniowanie podczerwone nie jest widoczne gołym okiem.
Zaletą tego konkretnego obwodu jest to, że dioda podczerwieni w nim nie świeci w sposób ciągły, ale pulsuje. Po pierwsze, przedłuża żywotność samej diody LED i zmniejsza pobór prądu, a po drugie, jest dobrym środkiem ochrony przed fałszywymi alarmami, dzięki czemu obwód można bezpiecznie używać nawet na ulicy, gdy bezpośrednie światło słoneczne dociera do odbiornika.
Obwód nadajnika
Obwód nadajnika oparty jest na podwójnym zintegrowanym zegarze NE556, który generuje impulsy dla emitującej diody LED1, podczas gdy rezystor R2 ustawia moc promieniowania. Wszystkie pozostałe elementy obwodu muszą ściśle odpowiadać podanej wartości znamionowej, aby spełnić żądaną częstotliwość generatora. D1 - dowolna dioda małej mocy, na przykład 1N4148, 1N4007, KD521.
Obwód odbiornika
Kluczowym ogniwem w obwodzie jest specjalny odbiornik sygnału podczerwieni, oznaczony jako TSOP (Moduły fotograficzne Optic Semiconductors Opto Electronics). Możesz go znaleźć na dowolnym telewizorze z pilotem. Odpowiedni jest tutaj każdy odbiornik zaprojektowany na częstotliwość 36 kHz, na przykład TSOP1736. Odbiornik ten steruje bramką tranzystora polowego VT1. Ponieważ sygnał wyjściowy odbiornika wynosi około 5 woltów, następnie tranzystor musi być używany z logicznym sterowaniem, na przykład IRL520 lub dowolnym innym z serii IRL. W skrajnych przypadkach możesz umieścić zwykłe pole, na przykład IRF540, IRF740, IRF630, ale nie otworzy się ono całkowicie. Dioda LED1 wskazuje stan wyjściowy obwodu. Gdy widoczne połączenie między odbiornikiem a nadajnikiem nie zostanie przerwane, napięcie wyjściowe wynosi zero, dioda LED1 jest wyłączona. Gdy tylko obcy obiekt pojawi się w obszarze zasięgu, dioda LED1 zapala się, a napięcie na wyjściu OUT staje się równe napięciu zasilania. D1 na schemacie to 5-woltowa dioda Zenera, na przykład można zastosować 1N4733.
Montaż bariery IR
Każdy obwód jest zmontowany na własnej płytce drukowanej, odbiornik TSOP i dioda LED IR są wyprowadzane na okablowanie. Tablice są wykonane metodą LUT, kilka zdjęć procesu przedstawiono poniżej:
Jak każde urządzenie elektroniczne, pierwsze małe części są wlutowane na płytkę - rezystory, diody. Potem kondensatory, a po nich wszystko inne. Wskazane jest zainstalowanie mikroukładu w gnieździe, a dla wygody podłączyć przewody zasilające przez listwy zaciskowe. Po lutowaniu zmyć resztki topnika z płytki, zadzwonić pod kątem zwarcia.
Konfiguracja i testowanie
Po zmontowaniu możesz zasilić tablice. Napięcie zasilania obu obwodów wynosi 9-12 woltów. Po włączeniu upewnij się, że napięcie na katodzie diody Zenera w obwodzie odbiornika wynosi około 5 woltów. Jeśli jest wyższa, musisz sprawdzić wydajność diody Zenera i rezystora R2, w przeciwnym razie odbiornik TSOP może się przepalić. Po uruchomieniu nadajnika możesz spojrzeć na diodę LED przez obiektyw aparatu, powinna lekko się zaświecić. Wskazane jest umieszczenie diody LED w rurze o długości 3-4 cm, aby światło nie rozproszyło się po bokach, ale było skierowane ściśle w jednym kierunku.
Teraz możesz skierować odbiornik z diodą LED do odbiornika i zobaczyć, co się stanie. Kiedy jest widoczne połączenie między nimi, niebieska dioda LED jest wyłączona, co można zobaczyć na zdjęciu.
Teraz umieść kawałek sklejki na ścieżce strumienia promieniowania podczerwonego, połączenie między odbiornikiem a nadajnikiem zostanie utracone, a niebieska dioda LED zaświeci się natychmiast.
Możesz eksperymentować z różnymi materiałami. Papier i przezroczysty plastik transmitują promieniowanie podczerwone, więc bariera IR nie reaguje na nie. Ale metal, drewno, dłoń osoby lub inne gęste materiały stanowią przeszkodę dla promieni, jak widać na filmie.
