Infračervená bariéra

Jak víte, kromě spektra viditelného světla je zde také infračervené záření, které lidské oko nevnímá. Často se používá v dálkových ovladačích k přenosu různých příkazů. Zajímavým faktem je, že k „vidění“ infračerveného světla stačí nasměrovat objektiv digitálního fotoaparátu na IR emitor dálkového ovládání a stisknout na něm klávesy. Současně se na obrazovce fotoaparátu zobrazí světelná tečka - funguje to jako infračervená LED.
Infračervené paprsky v elektronice umožňují vytvořit takové zajímavé zařízení zvané infračervená bariéra. Skládá se ze dvou částí - vysílače a přijímače. Vysílačem je běžná IR LED, která přijímá paket impulsů. Přijímač tyto impulzní pakety nepřetržitě zachycuje a detekuje. Když existuje volné viditelné spojení mezi přijímačem a vysílačem, tj. světlo volně „dosáhne“ přijímače, na výstupu je nastavena logická nula. Jakmile se však v oblasti pokrytí objeví cizí předmět, spojení je okamžitě přerušeno a přijímač to signalizuje. Takovou bariéru je možné použít především v bezpečnostních poplachech, protože infračervené záření nelze vidět pouhým okem.
Výhodou tohoto konkrétního obvodu je, že infračervená LED v něm nesvítí nepřetržitě, ale pulzně. Za prvé, prodlužuje životnost samotné LED a snižuje spotřebu proudu, a za druhé, je to dobrý prostředek ochrany proti falešným poplachům, takže obvod lze bezpečně použít i na ulici, když přímé sluneční světlo vstupuje do přijímače.

Obvod vysílače

Obvod vysílače je založen na duálním integrovaném časovači NE556, který generuje impulzy pro emitující LED1, zatímco rezistor R2 nastavuje energii záření. Všechny ostatní prvky obvodu musí přísně splňovat stanovené jmenovité hodnoty, aby vyhovovaly požadované frekvenci generátoru. D1 - jakákoli dioda s nízkým výkonem, například 1N4148, 1N4007, KD521.

Obvod přijímače

Klíčovým článkem v obvodu je speciální infračervený přijímač signálu označený jako TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Najdete ji na jakémkoli televizoru, který má dálkové ovládání. Zde je vhodný jakýkoli přijímač navržený pro kmitočet 36 kHz, například TSOP1736. Tento přijímač řídí bránu tranzistoru s efektem pole VT1. Protože výstupní signál přijímače je asi 5 voltů, pak musí být tranzistor aplikován s logickým řízením, například IRL520 nebo jiným z řady IRL. V extrémních případech můžete zadat obvyklé pole, například IRF540, IRF740, IRF630, ale neotevře se úplně. LED1 indikuje stav výstupu obvodu. Pokud není viditelné spojení mezi přijímačem a vysílačem přerušeno, výstupní napětí je nula, LED1 nesvítí. Jakmile se v oblasti pokrytí objeví cizí předmět, LED1 se rozsvítí a napětí na výstupu OUT se rovná napájecímu napětí. D1 v diagramu je 5 voltová zenerova dioda, například lze použít 1N4733.

Sestava IR bariéry

Každý obvod je sestaven na své vlastní desce plošných spojů, přijímač TSOP a IR LED jsou na výstupu. Desky jsou vyráběny metodou LUT, níže je několik fotografií procesu:
Jako u každého elektronického zařízení, první malé části se připájí na desku - rezistory, diody. Pak kondenzátory a po nich všechno ostatní. Je vhodné nainstalovat mikroobvod do zásuvky a pro větší pohodlí připojit napájecí vodiče přes svorkovnice. Po pájení opláchněte zbytky tavidla z desky a zazvoněte stopy pro zkrat.

Nastavení a testování

Po montáži můžete desky napájet. Napájecí napětí obou obvodů je 9-12 voltů. Po zapnutí se ujistěte, že napětí na katodě zenerovy diody v přijímacím obvodu je přibližně 5 voltů. Pokud je vyšší, musíte zkontrolovat účinnost zenerovy diody a rezistoru R2, jinak může přijímač TSOP vyhořet. Po spuštění vysílače se můžete podívat na LED diodu skrz objektiv fotoaparátu, měl by se mírně rozsvítit. Je vhodné umístit LED do zkumavky dlouhé 3-4 cm, aby se světlo nerozptýlilo po stranách, ale bylo nasměrováno přesně jedním směrem.
Nyní můžete nasměrovat přijímač pomocí LED na přijímač a sledovat, co se stane. Pokud je mezi nimi viditelné spojení, modrá LED dioda nesvítí, je to vidět na fotografii.
Nyní položte kousek překližky na cestu infračerveného záření, spojení mezi přijímačem a vysílačem bude ztraceno a modrá LED se okamžitě rozsvítí.
Můžete experimentovat s různými materiály. Papír a průhledný plast přenášejí infračervené záření, takže na ně IR bariéra nereaguje. Jak je však vidět z videa, překážkou pro paprsky jsou kov, dřevo, ruka člověka nebo jiné husté materiály.