Сигнализатор пересечения границы охраняемого объекта на ИК лучах

Схема простого самодельного сигнализатора пересечения границы или входа в помещение с использованием инфракрасных лучей. В некоторых случаях требуется сигнализировать о проходе человека в помещение, проезде автомобиля на территорию, перемещении или попадании какого-либо предмета в ящик, бокс. Например, сигнализировать о наличии письма или газеты в почтовом ящике.

В таких случаях может оказаться очень полезной описываемая здесь схема сигнализатора. Датчик сигнализатора работает на принципе пересечения инфракрасного луча.

Принципиальная схема

Схема выполнена на основе дешевой микросхемы К561ЛЕ5 (или С04001). В микросхеме К561ЛЕ5 есть четыре логических элемента. Первые два из них (D1.1 и D1.2) используются для генерации импульсов частотой 38 кГц.

Детали С1 и подобраны так чтобы генератор работал именно на этой частоте была (при настройке можно подобрать сопротивление R1 точнее). ИК светодиод Hl1 -такой как в пультах управления телевизорами и другой электронной бытовой аппаратурой. Здесь он подключен к выходу мультивибратора через усилитель мощности на транзисторе VT1 и ограничительный резистор R3.

Обычно ИК-светодиоды подключают через ключи, дающие довольно большой ток (пример -пульты ДУ). Но здесь предполагается что расстояние между ним и приемником будет небольшим, ну не более 2-3 метров. Поэтому, через ИК-светодиод протекает относительно небольшой ток, ограниченный сопротивлением резистора R3.

Рис. 1. Принципиальная схема простого ИК передатчика и приемника для сигнализаторов и датчиков.

Фотоприемник HF1 - стандартный от систем ДУ телевизоров. Типа SFH506-38 на частоту модуляции 38 кГц. Неуверен в правильности обозначения его выводов по номерам, в общем, там три вывода, из них два рядом, а один дальше. Так вот тот, что дальше - выход, а питание поступает на те, что рядом, причем на крайний - минус, а на тот, что ближе к центру - плюс.

Рабочей (фоточувствительной) поверхностью является выпуклая часть корпуса интегрального фотоприемника.

В рабочем положении HL1 и HF1 расположены так, что луч, излучаемый светодиодом HL1 светит на фотоприемник HF1. Дополнительно на светодиод надета светонепроницаемая трубка, чтобы было меньше помех от отражения луча. Когда схема работает в режиме ожидания луч от HL1 беспрепятственно прохо дит на HF1, и на выходе HF1 удерживается уровень логического нуля.

Ключ на транзисторе VT2 закрыт, и питание на «пищалку» BF1 не поступает.

Если промежуток между HL1 и HF1 будет перекрыт непрозрачным предметом, кратковременно или длительно, то на выходе HF1 появляется логическая единица, которая запускает одновибратор на элементах D1.3 и D1.4. Он формирует один импульс, который поступает на VT2, тот открывается, и подает ток на «пищалку» BF1. Раздается звук, продолжительность которого зависит от длительности им пульса, которую можно подобрать изменением сопротивления резистора R5.

Источником питания служит сетевой блок питания, вырабатывающий постоянное напряжение 4,5-5,5V, желательно стабилизированное. Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5, К1561ЛЕ5 или импортной CD4001, mPD4001, HCE4001 и другими аналогами с маркировкой «4001».

Инфракрасный светодиод - АЛ147А1, его можно заменить любым ИК-светодиодом предназначенным для пультов дистанционного управления различной теле-видео-аудиотехникой.

Фотоприемник SFH506-38, на частоту модуляции 38 кГц (об этом говорит последнее число в его обозначении). Вместо него вполне подойдет практически любой другой аналогичный фотоприемник, кроме фотоприемников от систем ДУ старых советских телевизоров (там фотодиод, а здесь микросхема).

В любом случае, мультивибратор D1.1-D1.2 должен быть настроен на частоту применяемого фотоприемника (она может быть от 27 до 50 кГц), а сам фотоприемник нужно включить согласно типовой схеме. При приеме ИК на выходе фотоприемника должен быть ноль, на сколько мне известно, так у всех интегральных фотоприемников для дистанционного управления, но если используете не такой как на схеме, - лучше это проверьте, на всякий случай.

«Пищалка» BF1 - это звукоизлучатель со встроенным генератором. Он подключается согласно полярности и пищит при подаче на него тока напряжением 3-5V. Можно использовать любой аналог, как пьезоэлектрический, так и электромагнитный, но обязательно со встроенным генератором.

Налаживание

Мультивибратор D1.1-D1.2 нужно настроить на 38 кГц (или на другую частоту, соответственно используемому фотоприемнику). Частоту настраивают подбором сопротивления R1.

Затем, может понадобиться настройка силы излучения ИК-светодиода подбором сопротивления R3. Но меньше 50 Ом его делать не стоит, так как это грозит перегрузкой транзистора VT1. Если ИК-светодиод импортный с хорошей светоотдачей, то, возможно, сопротивление можно даже увеличить в несколько раз. Это определяется экспериментально.

Тюрин В.П. РК-2015-07.