Υπέρυθρο φράγμα
Ως γνωστόν, εκτός από το φάσμα του ορατού φωτός, υπάρχει και υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία δεν γίνεται αντιληπτή από το ανθρώπινο μάτι. Χρησιμοποιείται συχνά σε τηλεχειριστήρια για τη μετάδοση διαφόρων εντολών. Ένα ενδιαφέρον γεγονός - για να "δείτε" υπέρυθρο φως, απλώς στρέψτε τον φακό μιας ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής στον πομπό υπερύθρων του τηλεχειριστηρίου και πατήστε τα πλήκτρα πάνω του. Μια φωτεινή κουκκίδα θα είναι ορατή στην οθόνη της κάμερας - αυτή είναι υπέρυθρη Δίοδος εκπομπής φωτός.
Οι ακτίνες IR στα ραδιοηλεκτρονικά καθιστούν δυνατή τη δημιουργία μιας ενδιαφέρουσας συσκευής που ονομάζεται υπέρυθρο φράγμα. Αποτελείται από δύο μέρη - έναν πομπό και έναν δέκτη. Ο πομπός είναι ένα κανονικό IRΔίοδος εκπομπής φωτός, το οποίο δέχεται εκρήξεις παλμών. Ο δέκτης συνεχώς πιάνει και ανιχνεύει αυτές τις εκρήξεις παλμών. Όταν υπάρχει ελεύθερη ορατή σύνδεση μεταξύ του δέκτη και του πομπού, π.χ. το φως «φθάνει» ελεύθερα στον δέκτη και τίθεται ένα λογικό μηδέν στην έξοδο. Αλλά μόλις εμφανιστεί ένα ξένο αντικείμενο στην περιοχή κάλυψης, η σύνδεση διακόπτεται αμέσως και ο δέκτης το σηματοδοτεί.Ένα τέτοιο φράγμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί, πρώτα απ 'όλα, σε συναγερμούς ασφαλείας, επειδή η ακτινοβολία υπερύθρων δεν μπορεί να δει με γυμνό μάτι.
Το πλεονέκτημα του συγκεκριμένου σχήματος είναι ότι οι υπέρυθρες Δίοδος εκπομπής φωτός Λάμπει όχι συνεχώς, αλλά παλμικά. Πρώτον, αυτό επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του ίδιου του LED και μειώνει την κατανάλωση ρεύματος και, δεύτερον, είναι ένα καλό μέσο προστασίας από ψευδείς συναγερμούς, έτσι ώστε το κύκλωμα να μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια ακόμη και σε εξωτερικούς χώρους όταν ο δέκτης εκτίθεται στο άμεσο ηλιακό φως.
Κύκλωμα πομπού
Το κύκλωμα πομπού βασίζεται σε ένα διπλό ενσωματωμένο χρονόμετρο NE556, το οποίο παράγει παλμούς για την εκπομπή LED Το LED1, η αντίσταση R2 ρυθμίζει την ισχύ ακτινοβολίας. Όλα τα άλλα στοιχεία του κυκλώματος πρέπει να συμμορφώνονται αυστηρά με την καθορισμένη ονομασία προκειμένου να διατηρηθεί η επιθυμητή συχνότητα της γεννήτριας. D1 - οποιαδήποτε δίοδος χαμηλής κατανάλωσης, για παράδειγμα, 1N4148, 1N4007, KD521.
Κύκλωμα δέκτη
Το βασικό στοιχείο του κυκλώματος είναι ένας ειδικός δέκτης σήματος IR, που ονομάζεται TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Μπορείτε να το βρείτε σε οποιαδήποτε τηλεόραση διαθέτει τηλεχειριστήριο. Οποιοσδήποτε δέκτης έχει σχεδιαστεί για συχνότητα 36 kHz, για παράδειγμα, TSOP1736, είναι κατάλληλος εδώ. Αυτός ο δέκτης ελέγχει την πύλη του τρανζίστορ πεδίου VT1. Επειδή το σήμα από την έξοδο του δέκτη είναι περίπου 5 βολτ, τότε το τρανζίστορ πρέπει να χρησιμοποιηθεί με λογικό έλεγχο, για παράδειγμα, IRL520 ή οποιοδήποτε άλλο από τη σειρά IRL. Ως έσχατη λύση, μπορείτε να εγκαταστήσετε ένα κανονικό πεδίο, για παράδειγμα, IRF540, IRF740, IRF630, αλλά δεν θα ανοίξει εντελώς. Δίοδος εκπομπής φωτός Το LED1 υποδεικνύει την κατάσταση εξόδου του κυκλώματος.Όταν η ορατή σύνδεση μεταξύ του δέκτη και του πομπού δεν έχει σπάσει, η τάση εξόδου είναι μηδέν, το LED1 δεν ανάβει. Μόλις εμφανιστεί ένα ξένο αντικείμενο στην περιοχή κάλυψης, το LED1 ανάβει και η τάση στην έξοδο OUT γίνεται ίση με την τάση τροφοδοσίας. Το D1 στο διάγραμμα είναι μια δίοδος zener 5 volt, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε, για παράδειγμα, 1N4733.
Μπορείτε να κατεβάσετε τον πίνακα εδώ:
Συγκρότημα φράγματος υπερύθρων
Κάθε κύκλωμα συναρμολογείται στη δική του πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, ο δέκτης TSOP και το IR LED εξέρχονται σε καλώδια. Οι σανίδες κατασκευάζονται με τη μέθοδο LUT, παρακάτω είναι μερικές φωτογραφίες της διαδικασίας:
Όπως και κατά τη δημιουργία οποιασδήποτε ηλεκτρονικής συσκευής, πρώτα μικρά εξαρτήματα - αντιστάσεις, δίοδοι - συγκολλούνται στην πλακέτα. Μετά οι πυκνωτές, και μετά από αυτούς όλα τα άλλα. Συνιστάται να εγκαταστήσετε το μικροκύκλωμα στην πρίζα και να συνδέσετε τα καλώδια τροφοδοσίας μέσω μπλοκ ακροδεκτών για ευκολία. Μετά τη συγκόλληση, ξεπλύνετε τυχόν υπολειπόμενη ροή από την πλακέτα και δοκιμάστε τις ράγες για βραχυκυκλώματα.
Ρύθμιση και δοκιμή
Μετά τη συναρμολόγηση, μπορείτε να τροφοδοτήσετε με ρεύμα τις πλακέτες. Η τάση τροφοδοσίας και για τα δύο κυκλώματα είναι 9-12 βολτ. Αφού το ενεργοποιήσετε, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η τάση στην κάθοδο της διόδου zener στο κύκλωμα του δέκτη είναι περίπου 5 βολτ. Εάν είναι υψηλότερο, πρέπει να ελέγξετε τη λειτουργικότητα της διόδου zener και της αντίστασης R2, διαφορετικά ο δέκτης TSOP μπορεί να καεί. Μετά την εκκίνηση του πομπού, μπορείτε να κοιτάξετε το LED μέσα από το φακό της κάμερας· θα πρέπει να ανάβει ελαφρώς. Συνιστάται να τοποθετήσετε το LED σε ένα σωλήνα μήκους 3-4 εκατοστών, έτσι ώστε το φως να μην διασκορπίζεται στα πλάγια, αλλά να κατευθύνεται αυστηρά προς μία κατεύθυνση.
Τώρα μπορείτε να στρέψετε το σωλήνα LED στον δέκτη και να δείτε τι συμβαίνει.Όταν υπάρχει ορατή σύνδεση μεταξύ τους, το μπλε LED είναι σβηστό, αυτό φαίνεται στη φωτογραφία.
Τώρα τοποθετούμε ένα κομμάτι κόντρα πλακέ στη διαδρομή της ροής ακτινοβολίας IR, η σύνδεση μεταξύ του δέκτη και του πομπού θα χαθεί και το μπλε LED θα ανάψει αμέσως.
Μπορείτε να πειραματιστείτε με διαφορετικά υλικά. Το χαρτί και το διαφανές πλαστικό μεταδίδουν υπέρυθρη ακτινοβολία, έτσι το φράγμα υπερύθρων δεν αντιδρά σε αυτά. Όμως το μέταλλο, το ξύλο, ένα ανθρώπινο χέρι ή άλλα πυκνά υλικά αποτελούν εμπόδιο στις ακτίνες, όπως φαίνεται στο βίντεο.
