Схема инфракрасного датчика пересечения для автоматики (К561ЛЕ5, HL536AA3P)
В настоящее время прилавки магазинов электротехники, если не завалены, так достаточно загружены различными автоматическими выключателями света с инфракрасными датчиками движения. Казалось бы, зачем что-то делать, если можно недорого купить. Однако, все это разнообразие автоматических выключателей срабатывает только на движение человека или другого живого существа достаточных габаритов, и к тому же обладает очень большой зоной реагирования.
Если нужно реагировать на неживое, например, на коробки, автомобили, или нужно контролировать только момент прохода человека через дверной проем, эти датчики не годятся. Здесь больше подойдут датчики, реагирующие на пересечение инфракрасного луча.
В литературе и интернете есть много описаний датчиков на пересечение или отражение луча, сделанных на основе микросхемы LM567. Конечно, это хороший выбор, - все просто и мало деталей, но как я ни пытался купить LM567, мне этого так и не удалось. В то же время, детали для бытовой электроники обычно в легком доступе.
Это касается и деталей для систем дистанционного управления, в частности, ИК-светодиодов и ИК интегральных фотоприемников.
Принципиальная схема
На рисунке показана схема ИК-датчика, работающего на отражение. При пересечении луча между ИК-светодиодом HL1 и фотоприемником F1 контакты выходного реле замыкаются на время, превышающее продолжительно пересеченного состояния луча на 1-2 минуты.
Фотоприемник и светодиод должны быть направлены друг на друга и расположены так, что подходя между них человек, либо перемещающийся между них какой-то предмет, пересекает воображаемую линию между светодиодом и фотоприемником и преграждает прохождение ИК-света от светодиода к фотоприемнику.
ИК-излучение светодиода модулировано частотой около 36-38 кГ ц, которая вырабатывается мультивибратором на элементах D1.3 и D1.4 микросхемы D1. Внутренний усилитель фотоприемника F1 настроен на эту частоту, и при приеме ИК-света с такой модуляцией на его выходе устанавливается низкий логический уровень.
Если оптическая связь между HL1 и F1 не нарушена, транзистор VТ2 закрыт, а конденсатор СЗ заряжен, на выводе 3 D1.1 будет низкий логический уровень, соответственно, ключ на транзисторах VТ3 и VТ4 закрыт, на обмотку реле К1 ток не поступает.
Если ИК-свет, поступающий на F1 перекрыть, то на его выходе устанавливается высокий логический уровень. Транзистор VТ2 открывается и через прямое сопротивление диода VD1 разряжает конденсатор C3. На выводе 3 D1.1 теперь высокий логический уровень. Ключ на VТЗ-VТ4 открывается и подает ток на обмотку реле К1. Реле своими контактами включает нагрузку (на схеме не показано).
После того как оптическая связь восстанавливается (человек прошел, предмет переместился дальше) на выходе F1 возникает низкий логический уровень.
Транзистор VT2 закрывается, но напряжение на выводах 1 и 2 D1.1 не сразу увеличивается до высокого логического уровня, а нарастает постепенно, так как происходит медленная зарядка конденсатора C3 через резисторы R7 и R8. Напряжение на C3 достигает высокого логического уровня только спустя 60-100 секунд. Только после этого на выходе D1.1 устанавливается низкий логический уровень и реле К1 выключается.
На месте F1 можно применить практически любой интегральный ИК-фото-приемник для системы дистанционного управления бытовой электроникой. HL1 -любой ИК-светодиод для пультов дистанционного управления.
Реле К1 с обмоткой на 5V. На месте реле К1 можно применить любое реле с обмоткой на 5V. Источником питания служит заряднопитающее устройство для сотового телефона.
Налаживание
Сначала нужно настроить ИК-датчик. Подбирая сопротивление R2 нужно обеспечить сопряжение ИК-канала по частотам, так, чтобы при попадании света от HL1 на F1 на выходе последнего был четкий логический ноль (а не импульсы или единица). Второй этап - установка времени удержания реле включенным после того как через луч прошли.
Это делается подбором сопротивления R8. Этот датчик можно использовать и в охранной системе, для контроля прохода через дверной проем или коридор.
Платов А. РК-02-2016.
Литература: 1. Платов А. «Кухонный автомат управления освещением». РК-6, 2006г.