Сигнализация на инфракрасных лучах, пересечение периметра (К561ЛЕ5)

Приведена принципиальная схема датчикв, работающего на пересечение инфракрасного (ИК) луча, линии прямой видимостимежду фотоприемником и ИК-светодиодом.

Схема сигнализации

На рисунке показана схема сигнализации, работающей именно с таким датчиком, она состоит из передатчика ИК-сигнала и фото-приемника на основе SFH-506-36.

Датчик состоит из «оптической пары» от системы дистанционного управления телевизора, - инфракрасного светодиода HL1 и резонансного фотоприемника HF1, настроенного на частоту 36 кГц. Датчик имеет такую конструкцию, что ИК-свето-диод сделан выносным, и соединяется со схемой двухпроводным кабелем.

Он располагается с одной стороны прохода, который нужно контролировать, а само устройство, в общем корпусе с фотоприемником располагается с другой стороны проема. Фотоприемник и ИК-светодиод нацеливают друг на друга.

Рис. 1. Принципиальная схема инфракрасной сигнализации на К561ЛЕ5 и SFH-506-36.

Мультивибратор на элементах D1.3 и D1.4 генерирует импульсы частотой 36 кГц (точно эту частоту устанавливают подбором сопротивления R6). Эти импульсы поступают на базу ключа на транзисторе Дарлингтона VТЗ. В его коллекторной цепи включен инфракрасный светодиод HL1.

Светодиод излучает вспышки ИК-света, повторяющиеся с частотой 36 кГц, а сила света этих вспышек зависит от тока через светодиод, величина которого устанавливается с помощью перемычки Л (выбирается сопротивление в цепи коллектора HL1). На схеме показано положение Л при максимальной яркости вспышек.

Если «запретная линия» свободна, то вспышки света, излученные светодиодом НИ проходят через неё беспрепятственно, и попадают на сеточувствительную поверхность фотоприемника HF1. При этом выходной ключ фотоприемника открывается и на его выходе (вывод 3) устанавливется логический ноль.

Логическая схема состоит из одного RS-триггера на элементах D1.1 и D1.2. В исходном состоянии на выходе триггера ноль (на выходе D1.2). При включении питания конденсатор СЗ создает импульс напряжения на выводе 6 D1.2.

Поэтому некоторое время здесь присутствует логическая единица, которая принудительно удерживает триггер в нулевом состоянии. Этот же вывод служит для блокировки триггера и всей системы с помощью выключателя S1 (пока на выводе 6 D1.2 логическая единица состояние триггера не меняется от изменения уровня на его другом входе, -выводе 1 D1.1). Пока данный триггер находится в нулевом состоянии, на базе VT2 низкое напряжение, и он закрыт. Контакты выходного реле К1 не замкнуты.

Спустя какое-то время (несколько десятков секунд) после включения питания или размыкания S1 напряжение на СЗ возрастает до величины логической единицы и триггер разблокируется, а вся схема переходит в режим контроля. Если теперь даже кратковременно пересечь «запретную линию», то на вывод 1 D1.1 поступит логическая единица (или импульс, длительностью равный времени, в течение которого имело место изменение нормы). Это переключит триггер в единичное устойчивое состояние. На выходе D1.2 установится логическая единица, транзистор VT2 откроется и подаст ток на обмотку реле К1, контакты реле К1 замкнутся.

Ограничения продолжительности замкнутого состояния контактов реле в схеме нет, поэтому контакты будут замкнуты будет пока есть питание, или пока схема не будет заблокирована замыканием S1.

Светодиод HL2 контрольный, он очень полезен при установке, выборе пространственного положения частей датчика относительно друг друга, так как он показывает наличие оптической связи между ИК-светодиодом и фотоприемником. Выбирая положение датчика нужно заблокировать триггер (и сирену) замкнув S1, и ориентируясь на свечение HL2 расположить части датчика необходимым образом. При этом, при наличии оптической связи между HL1 и HF1, на выходе HF1 устанавливается логический нольи транзистор VT1 открывается и загорается светодиод HL2.

Светодиодом HL2 можно пользоваться и при налаживании схемы. Расположив на некотором расстоянии друг на против друга HL1 и HF1, нацелив их друг на друга, можно, ориентируясь по свечению HL2, настроить частоту мультивибратора D1.3-D 1.4 на частоту резонанса фотоприемника HF1 (если частоты близки или совпадают светодиод будет гореть при наибольшем расстоянии между HL1 и HF1).

Детали

В схеме можно использовать самые разнообразные детали. Микросхема К561ЛЕ5 может быть другой КМОП-серии, например, К176ЛЕ5 или CD4001. ИК-светодиод - любой, применяемый в пультах дистанционного управления телевидеотехники.

Фотоприемник так же любой, интегральный, обязательно резонансный, с активным нулем на выходе. Мультивибратор D1.3-D 1.4 нужно настроить на частоту резонанса этого фотоприемника.

Транзисторы КТ972 можно заменить составными транзисторами из двух КТ815 и КТ3102 включенных по схеме Дарлингтона. Реле BS-115C можно заменить другим реле с обмоткой на напряжение 5V. Монтаж выполнен на макетной печатной плате.

Караекин В. РК-06-16.

Литкратура: Караекин В. «Модульная сигнализация». РК-07-2007.