Электронный поводырь - ИК локатор для слепых
|
Достаточно простая схема, несложная наладка - все это позволяет легко повторить предлагаемое ниже устройство. Однако подобная схема имеет существенный недостаток - устройство реагирует на ИК излучение осветительных ламп накаливания на расстоянии в несколько метров. Взяв данную схему за основу и промодулировав излучаемый сигнал, можно сконструировать достаточно надежный, помехоустойчивый прибор. Сравнительно небольшой по габаритам, инфракрасный (ИК) локатор предупреждает звуковым сигналом о приближении к какому-то препятствию (стена, забор) или предмету. Сигнал появляется на расстоянии до препятствия (или предмета) около 1,5 м и по мере дальнейшего приближения частота сигнала плавно возрастает. Помимо основного назначения, локатор после соответствующей доработки может быть приспособлен для охраны различных объектов от посторонних. Схема локатора приведена на рис. 1.
На светодиоде VD1 и микросхеме DA1 собран приемник ИК излучения и усилитель, на транзисторе VT2 — управляемый генератор звуковой частоты, а на транзисторах VT3, VT4 и светодиодах HL1 — HL3 — ИК передатчик. Рассмотрение работы локатора начнем с передатчика. На транзисторе VT3 собран генератор коротких импульсов, следующих с частотой около 1000 Гц. После зарядки конденсатора С7 до напряжения 5...6 В происходит его быстрая разрядка через транзистор VT3 и эмиттерный переход транзистора VT4. При этом транзистор VT4 открывается и через него и светодиоды протекает импульс тока, в результате которого появляется импульс ИК излучения. Отраженный от предмета ИК импульс попадает на приемный светодиод VD1 и преобразуется им в электрический сигнал, который затем поступает на усилитель, собранный на операционном усилителе (ОУ) DA1. Усиленный сигнал подается на выпрямитель, выполненный на диодах VD2, VD3 по схеме удвоения (сложения) напряжения. Выпрямленный сигнал сглаживается конденсатором С5 и поступает на управляемый генератор ЗЧ. Если расстояние до предмета составляет более 1,5 м, то мощности отраженного ИК излучения, а значит, и напряжения на входе управляемого генератора — эмиттере транзистора VT2 недостаточно для его работы. Когда расстояние уменьшается, уровень отраженного сигнала возрастает и генератор - ЗЧ начинает работать. Причем, чем больше отраженный сигнал, т. е. чем ближе отражающий предмет, тем быстрее заряжается конденсатор С6 и тем выше частота генератора. В качестве звукового излучателя используется малогабаритный головной телефон BF1. Порог срабатывания генератора регулируется подстроечным резистором R4. Для более четкого срабатывания генератора и его устойчивой работы питание на генератор подается через параметрический стабилизатор напряжения на транзисторе VT1 и стабилитроне VD4. В целом же локатор питается от батарей GB1 и GB2, каждая из которых состоит из четырех последовательно соединенных аккумуляторов Д-0,06. К локатору можно подключать внешний телефон — через разъем XS1, внутренний телефон при этом отключается.
В локаторе можно использовать, кроме указанных на схеме, светодиоды АЛ107А (VD1, HL1 — HL3), диоды серии КД521, КД102, КД103, Д9А — Д9Г (VD2, VD3), стабилитрон с напряжением стабилизации 6,8...8 В (VD4), микросхему К140УД7, К140УД8 (DA1), транзисторы КП103Д (VT1), КТ117А — КТ117В (VT2,VT3), КТ312А, КТ312В, КТ315А — КТ315Д (VT4). Конденсаторы Сб, С7 — КЛС, КМ, остальные — К53-1, К50-24. Резистор R4—СПЗ-44, СПЗ-19, остальные — МЛТ-0,125. Выключатель SA1 —любой малогабаритный с двумя группами контактов, разъемы XS1 и XS2 — от радиовещательных приемников. Все детали локатора, кроме разъемов, выключателя питания и батарей размещены на печатной плате (рис. 3) из одностороннего фольгированного материала толщиной 1 мм.Плата и батареи размещены в пластмассовом корпусе (рис. 4) размерами 16Х60Х 100 мм. В корпусе просверлены отверстия под светодиоды, а также отверстия напротив головного телефона ТМ-4. Излучающие и приемный светодиоды сориентированы параллельно. Чтобы излучаемый ИК сигнал не попадал на приемный светодиод, последний снабжен пластмассовым экраном в виде гильзы диаметром 7...8 мм, высотой 3...4 мм и толщиной стенок 1.5...2 мм. На корпусе локатора предусмотрено крепление, позволяющее носить локатор в кармане или закреплять на нем шнур, с помощью которого локатор вешают на шею.В зарядном устройстве конденсатор С1 должен быть бумажным на номинальное напряжение не ниже 400 В, а диоды — любые выпрямительные с максимальным обратным напряжением не менее 300 В. Детали зарядного устройства монтируют в небольшом круглом футляре (рис. 5).
Налаживание локатора начинают с проверки работоспособности ИК передатчика. Это можно сделать, например, с помощью высокоомных головных телефонов (ТОН-2), включив их параллельно светодиодам HL1 — HL3. При исправной работе передающей части локатора в телефонах будет слышен звуковой сигнал. Затем проверяют управляемый генератор ЗЧ. Для этого временно замыкают резистор R3 и перемещением движка резистора R4 из нижнего положения в верхнее убеждаются в появлении звукового сигнала, частота которого увеличивается по мере приближения движка к верхнему положению. Далее следует установить движок резистора в положение, при котором звуковой сигнал будет на грани пропадания (или появления) и убрать перемычку с резистора R3. Приближая локатор к различным предметам, убеждаются в его работоспособности. Чувствительность локатора, т. е. дальность обнаружения препятствия, можно регулировать под-строечным резистором. При эксплуатации локатора следует помнить, что он реагирует на ИК излучение осветительных ламп накаливания на расстоянии в несколько метров. И. Нечаев И. Нечаев |
Для периодической подзарядки батарей в локаторе предусмотрен разъем XS2, в который включают вилку от зарядного устройства, собранного по приведенной на рис. 2 схеме. Светодиод HL1 в нем сигнализирует о зарядке батарей.
