Infračervená bariéra
Jak známo, kromě viditelného světelného spektra existuje také infračervené záření, které lidské oko nevnímá. Často se používá v dálkových ovladačích k přenosu různých příkazů. Zajímavý fakt - pro „vidět“ infračervené světlo stačí namířit objektiv digitálního fotoaparátu na IR vysílač dálkového ovládání a stisknout na něm tlačítka. Na obrazovce fotoaparátu bude viditelný světelný bod – jedná se o infračervený Světelná dioda.
IR paprsky v rádiové elektronice umožňují vytvořit zajímavé zařízení zvané infračervená bariéra. Skládá se ze dvou částí – vysílače a přijímače. Vysílač je běžný IRSvětelná dioda, který přijímá pulsy. Přijímač nepřetržitě zachycuje a detekuje tyto impulzy. Když je mezi přijímačem a vysílačem volné viditelné spojení, tzn. světlo volně „dosahuje“ k přijímači a na výstupu je nastavena logická nula. Jakmile se ale v oblasti pokrytí objeví cizí předmět, spojení se okamžitě přeruší a přijímač to signalizuje.Takovou zábranu lze použít především v bezpečnostních alarmech, protože IR záření není pouhým okem vidět.
Výhodou tohoto konkrétního schématu je infračervené Světelná dioda Nesvítí nepřetržitě, ale pulzně. Za prvé se tím prodlouží životnost samotné LED a sníží se odběr proudu, za druhé je to dobrý prostředek ochrany proti falešným poplachům, takže obvod lze bezpečně používat i venku, když je přijímač vystaven přímému slunečnímu záření.
Vysílací obvod
Obvod vysílače je založen na duálním integrovaném časovači NE556, který generuje impulsy pro vysílání VEDENÝ LED1, rezistor R2 nastavuje výkon záření. Všechny ostatní prvky obvodu musí přísně odpovídat specifikovanému jmenovitému výkonu, aby byla zachována požadovaná frekvence generátoru. D1 – jakákoli dioda s nízkým výkonem, například 1N4148, 1N4007, KD521.
Obvod přijímače
Klíčovým prvkem obvodu je speciální přijímač IR signálu, označený jako TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Najdete ho na každé televizi, která má dálkové ovládání. Zde je vhodný jakýkoli přijímač určený pro frekvenci 36 kHz, například TSOP1736. Tento přijímač ovládá hradlo tranzistoru VT1 s efektem pole. Protože signál z výstupu přijímače je cca 5 voltů, pak je nutné použít tranzistor s logickým řízením např. IRL520 nebo jakékoliv jiné z řady IRL. Jako poslední možnost můžete nainstalovat běžný polní, například IRF540, IRF740, IRF630, ale neotevře se úplně. Světelná dioda LED1 indikuje stav výstupu obvodu.Pokud není přerušeno viditelné spojení mezi přijímačem a vysílačem, výstupní napětí je nulové, LED1 nesvítí. Jakmile se v oblasti pokrytí objeví cizí předmět, rozsvítí se LED1 a napětí na výstupu OUT se rovná napájecímu napětí. D1 ve schématu je 5 voltová zenerova dioda, můžete použít například 1N4733.
Desku si můžete stáhnout zde:
Sestava IR závory
Každý obvod je sestaven na vlastní desce plošných spojů, přijímač TSOP a IR LED jsou vyvedeny na vodiče. Desky jsou vyrobeny metodou LUT, níže je několik fotografií procesu:
Jako při vytváření jakéhokoli elektronického zařízení se na desku nejprve připájejí malé části - rezistory, diody. Pak kondenzátory a po nich vše ostatní. Je vhodné nainstalovat mikroobvod do zásuvky a pro pohodlí připojit napájecí vodiče přes svorkovnice. Po pájení smyjte zbývající tavidlo z desky a otestujte stopy na zkrat.
Nastavení a testování
Po sestavení můžete desky napájet. Napájecí napětí pro oba okruhy je 9-12 voltů. Po zapnutí se musíte ujistit, že napětí na katodě zenerovy diody v obvodu přijímače je přibližně 5 voltů. Pokud je vyšší, je třeba zkontrolovat funkčnost zenerovy diody a rezistoru R2, jinak může dojít k spálení přijímače TSOP. Po spuštění vysílače se můžete podívat na LED přes čočku fotoaparátu, měla by mírně svítit. LED je vhodné umístit do trubice dlouhé 3-4 centimetry, aby se světlo nerozptylovalo do stran, ale směřovalo striktně jedním směrem.
Nyní můžete namířit LED trubici na přijímač a sledovat, co se stane.Když je mezi nimi viditelné spojení, modrá LED nesvítí, je to vidět na fotce.
Nyní položíme do cesty toku IR záření kousek překližky, spojení mezi přijímačem a vysílačem se ztratí a modrá LED se okamžitě rozsvítí.
Můžete experimentovat s různými materiály. Papír a průhledný plast propouštějí infračervené záření, takže na ně IR závora nereaguje. Ale kov, dřevo, lidská ruka nebo jiné hutné materiály jsou pro paprsky překážkou, jak je vidět na videu.
