Infračervená bariéra
Ako je známe, okrem viditeľného svetelného spektra existuje aj infračervené žiarenie, ktoré ľudské oko nevníma. Často sa používa v diaľkových ovládačoch na prenos rôznych príkazov. Zaujímavý fakt - ak chcete „vidieť“ infračervené svetlo, stačí nasmerovať šošovku digitálneho fotoaparátu na IR vysielač diaľkového ovládača a stlačiť tlačidlá na ňom. Na obrazovke fotoaparátu bude viditeľný svetelný bod – ide o infračervené žiarenie Dióda vyžarujúca svetlo.
IR lúče v rádiovej elektronike umožňujú vytvoriť zaujímavé zariadenie nazývané infračervená bariéra. Skladá sa z dvoch častí – vysielača a prijímača. Vysielač je obyčajný IRDióda vyžarujúca svetlo, ktorý prijíma impulzy. Prijímač nepretržite zachytáva a deteguje tieto impulzy. Keď je medzi prijímačom a vysielačom voľné viditeľné spojenie, t.j. svetlo „dosahuje“ voľne k prijímaču a na výstupe je nastavená logická nula. Akonáhle sa však v oblasti pokrytia objaví cudzí predmet, spojenie sa okamžite preruší a prijímač to signalizuje.Takáto bariéra môže byť použitá predovšetkým v bezpečnostných alarmoch, pretože IR žiarenie nie je možné vidieť voľným okom.
Výhodou tejto konkrétnej schémy je infračervené žiarenie Dióda vyžarujúca svetlo Svieti nie nepretržite, ale pulzne. Jednak sa tým predlžuje životnosť samotnej LED a znižuje sa spotreba prúdu, jednak je to dobrý ochranný prostriedok proti falošným poplachom, takže obvod možno bezpečne používať aj vonku, keď je prijímač vystavený priamemu slnečnému žiareniu.
Vysielací obvod
Obvod vysielača je založený na duálnom integrovanom časovači NE556, ktorý generuje impulzy pre vysielanie LED LED1, rezistor R2 nastavuje výkon žiarenia. Všetky ostatné prvky obvodu musia prísne spĺňať špecifikované hodnotenie, aby sa zachovala požadovaná frekvencia generátora. D1 - akákoľvek dióda s nízkym výkonom, napríklad 1N4148, 1N4007, KD521.
Obvod prijímača
Kľúčovým prvkom obvodu je špeciálny prijímač IR signálu s označením TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Nájdete ho na každom televízore, ktorý má diaľkové ovládanie. Tu je vhodný akýkoľvek prijímač navrhnutý pre frekvenciu 36 kHz, napríklad TSOP1736. Tento prijímač ovláda bránu tranzistora VT1 s efektom poľa. Pretože signál z výstupu prijímača je asi 5 voltov, potom je potrebné použiť tranzistor s logickým riadením, napríklad IRL520 alebo akékoľvek iné zo série IRL. Ako poslednú možnosť môžete nainštalovať bežný poľný, napríklad IRF540, IRF740, IRF630, ale neotvorí sa úplne. Dióda vyžarujúca svetlo LED1 indikuje stav výstupu obvodu.Keď nie je prerušené viditeľné spojenie medzi prijímačom a vysielačom, výstupné napätie je nulové, LED1 nesvieti. Akonáhle sa v oblasti pokrytia objaví cudzí predmet, LED1 sa rozsvieti a napätie na výstupe OUT sa vyrovná napájaciemu napätiu. D1 v diagrame je 5 voltová zenerova dióda, môžete použiť napríklad 1N4733.
Tabuľu si môžete stiahnuť tu:
Zostava IR závory
Každý obvod je zostavený na vlastnej doske plošných spojov, TSOP prijímač a IR LED sú vyvedené na vodičoch. Dosky sú vyrobené metódou LUT, nižšie je niekoľko fotografií procesu:
Ako pri vytváraní akéhokoľvek elektronického zariadenia, najprv sa na dosku pripájajú malé časti - odpory, diódy. Potom kondenzátory a po nich všetko ostatné. Odporúča sa nainštalovať mikroobvod do zásuvky a pre pohodlie pripojiť napájacie vodiče cez svorkovnice. Po spájkovaní zmyte zvyšné tavidlo z dosky a otestujte stopy na skrat.
Nastavenie a testovanie
Po montáži môžete dosky napájať. Napájacie napätie pre oba okruhy je 9-12 voltov. Po zapnutí sa musíte uistiť, že napätie na katóde zenerovej diódy v obvode prijímača je približne 5 voltov. Ak je vyššia, musíte skontrolovať funkčnosť zenerovej diódy a odporu R2, inak môže dôjsť k vyhoreniu prijímača TSOP. Po spustení vysielača sa môžete pozerať na LED cez šošovku fotoaparátu, mala by mierne svietiť. LED je vhodné umiestniť do trubice dlhej 3-4 centimetre, aby sa svetlo nerozptyľovalo do strán, ale smerovalo striktne jedným smerom.
Teraz môžete nasmerovať LED trubicu na prijímač a uvidíte, čo sa stane.Keď je medzi nimi viditeľné spojenie, modrá LED nesvieti, je to vidieť na fotografii.
Teraz do cesty toku IR žiarenia položíme kúsok preglejky, spojenie medzi prijímačom a vysielačom sa stratí a hneď sa rozsvieti modrá LED.
Môžete experimentovať s rôznymi materiálmi. Papier a priehľadný plast prepúšťajú infračervené žiarenie, takže IR bariéra na ne nereaguje. No kov, drevo, ľudská ruka či iné hutné materiály sú pre lúče prekážkou, ako vidno na videu.
