Схема инфракрасного приемника - датчика пересечения луча (К561ЛП2)
Самодельный датчик пересечения или отражения ИК луча на микросхеме К561ЛП2. Во многих радиолюбительских схемах автоматики используются инфракрасные датчики на отражение или пересечение луча, построенные на основе элементной базы системдистанционного управления бытовой радиоэлектронной аппаратуры.
Обычно такой датчик состоит из передатчика, излучающего ИК-свет, модулированный частотой в пределах 27-50 кГц (в зависимости от параметров интегрального фотоприемника) и фотоприемника, состояние которого зависит от того попадает на него ИК-свет передатчика или нет. Естественно, логика
работы датчика на отражение отличается от логики на пресечение луча, и необходимо вносить какие-то изменения в схему, устанавливать перемычки, чтобы выбрать на отражение или пересечение датчик будет работать.
Описываемый здесь датчик отличается тем, что он одинаково работает как на отражение, так и на пересечение луча и не требует никаких действий для выбора типа работы. Практически, он в течение первых нескольких секунд после включения питания сам определяет на отражение или пересечение нужно работать.
Схема очень проста, не требует никакого программирования, а весь «интеллект» основан на алгоритме действия логического элемента «Исключающее ИЛИ», то есть, если на входах уровни одинаковы, -на выходе ноль, если на входах уровни разные, - на выходе единица. Уровень с выхода интегрального фотоприемника поступает сразу на оба входа логического элемента, но на один из входов со значительной задержкой.
Рис. 1. Принципиальная схема датчика пересечения или отражения ИК луча.
Таким образом, при длительном присутствии любого логического уровня на выходе фотоприем ника, на выходе элемента устанавливается ноль. А при изменении уровня на выходе фотоприемника, благодаря RC-цепи задержки, это изменение на одном входе элемента «Исключающее ИЛИ» происходит быстрее, чем на другом, и в течение постоянной времени этой RC-цепи уровни на входах элемента оказываются разными, - на выходе появляется единица.
Генератор инфракрасных импульсов выполнен на элементах D1.2, D1.3, включенных в режиме инвертора (по одному из их входов соединено с положительной шиной питания), транзисторном ключе VT1-VT2 и инфракрасном светодиоде Н1 (светодиод для пультов дистанционного управления). Мультивибратор генерирует импульсы частотой около 38 кГц (это соответствует настройке фильтра интегрального фотоприемникаSFH506-38).
Яркость излучаемого им света (дальность или чувствительность датчика) зависит от сопротивления R6, величину которого нужно подобрать индивидуально (но не ниже 3 Ом). В схеме, показанной на рисунке, оба входа элемента D1.1 подключены к выходу интегрального фотоприемника F1, но один из них подключен через линию задержки на элементах R2-С2.
Когда схема находится в состоянии покоя длительное время на оба входа элемента D1.1 поступают логические уровни, такие как на выходе фотоприемника F1. То есть, если есть оптическая связь с ИК-светодиодом Н1, то - логический ноль, а если оптической связи нет, - единица. Так как на обоих входах D1.1 уровни одинаковы, то на его выходе - логический ноль.
Если происходит какое-либо изменение в оптической связи, например, она прекращается (если была) или появляется (если в спокойном состоянии её не было), то, соответственно изменяется логический уровень на выходе фотоприемника F1. Изменяются уровни и на входах D1.1, но на выводе 2 D1.1 изменение происходит с задержкой, созданной цепью R2-C2.
Поэтому, при изменении уровня на выходе фотоприемника, на выходе элемента D1.1 формируется импульс, длительность которого равна временной постоянной цепи R2-C2. Этот импульс поступает на выход датчика и используется для сообщения об изменении состояния на объекте.
Конструктивное исполнение зависит от того на отражение или пересечение луча должен работать датчик. В первом случае, ИК-светодиод удобнее расположить в отдельном выносном блоке.
В случае схемы «на отражение» ИК-светодиод и фотоприемник расположены в общем блоке, с перегородкой между ними, или блендой, защищающей фотоприемник от прямого попадания на него света от светодиода. Нужно у светодиода оставить выводы подлиннее, чтобы можно было их подгибанием выбрать оптимальное направление света от светодиода.
Тюрин М.А. РК-2014-11.