Υπέρυθρο φράγμα

Όπως γνωρίζετε, εκτός από το φάσμα του ορατού φωτός, υπάρχει επίσης υπέρυθρη ακτινοβολία που δεν αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο μάτι. Συχνά χρησιμοποιείται σε τηλεχειριστήρια για τη μετάδοση διαφόρων εντολών. Ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι για να «δείτε» το υπέρυθρο φως, αρκεί να τοποθετήσετε τον φακό της ψηφιακής κάμερας στον πομπό IR του τηλεχειριστηρίου και να πιέσετε τα πλήκτρα πάνω του. Ταυτόχρονα, στην οθ νη της κάμερας θα είναι ορατή μια φωτεινή ένδειξη - αυτό λειτουργεί ως υπέρυθρο LED.
Οι ακτίνες IR στα ηλεκτρονικά καθιστούν δυνατή τη δημιουργία μιας τέτοιας ενδιαφέρουσας συσκευής που ονομάζεται υπέρυθρο φράγμα. Αποτελείται από δύο μέρη - πομπό και δέκτη. Ο πομπός είναι ένα κανονικό IR LED, το οποίο λαμβάνει ένα πακέτο παλμών. Ο δέκτης συλλαμβάνει συνεχώς και ανιχνεύει αυτά τα παλμικά πακέτα. Όταν υπάρχει ελεύθερη ορατή σύνδεση μεταξύ του δέκτη και του πομπού, δηλ. το φως «φθάνει» ελεύθερα στον δέκτη, ένα λογικό μηδέν ρυθμίζεται στην έξοδο. Αλλά μόλις εμφανιστεί ένα ξένο αντικείμενο στην περιοχή κάλυψης, η σύνδεση σπάσει αμέσως και ο δέκτης σηματοδοτεί αυτό. Είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσουμε ένα τέτοιο φράγμα, πρώτα απ 'όλα, σε συναγερμούς ασφαλείας, επειδή η ακτινοβολία IR δεν μπορεί να παρατηρηθεί με γυμνό μάτι.
Το πλεονέκτημα αυτού του συγκεκριμένου κυκλώματος είναι ότι το υπέρυθρο LED σε αυτό δεν ανάβει συνεχώς, αλλά παλμικά. Πρώτον, επεκτείνει τη διάρκεια ζωής της ίδιας της LED και μειώνει την κατανάλωση ρεύματος και, δεύτερον, είναι ένα καλό μέσο προστασίας από ψευδείς συναγερμούς, έτσι ώστε το κύκλωμα να μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια ακόμα και στο δρόμο, όταν εισέρχεται απευθείας ο ήλιος στον δέκτη.

Κύκλωμα πομπού

Το κύκλωμα πομπού βασίζεται στον διπλό ενσωματωμένο χρονιστή NE556, ο οποίος παράγει παλμούς για το LED1 εκπομπής, ενώ η αντίσταση R2 ρυθμίζει την ισχύ ακτινοβολίας. Όλα τα άλλα στοιχεία του κυκλώματος πρέπει να συμμορφώνονται αυστηρά με την καθορισμένη διαβάθμιση προκειμένου να συμμορφώνονται με την επιθυμητή συχνότητα της γεννήτριας. D1 - οποιαδήποτε δίοδος χαμηλής ισχύος, για παράδειγμα 1N4148, 1N4007, KD521.

Κύκλωμα δέκτη

Ο σύνδεσμος κλειδιού στο κύκλωμα είναι ένας ειδικός δέκτης σημάτων IR, ο οποίος έχει οριστεί ως TSOP (Μονάδες Photo Electronics Modules Temic Semiconductors Opto Electronics). Μπορείτε να το βρείτε σε οποιαδήποτε τηλεόραση με τηλεχειριστήριο. Οποιοσδήποτε δέκτης σχεδιάζεται για συχνότητα 36 kHz, για παράδειγμα, TSOP1736, είναι κατάλληλος εδώ. Αυτός ο δέκτης ελέγχει την πύλη του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου VT1. Επειδή το σήμα εξόδου του δέκτη είναι περίπου 5 βολτ, τότε το τρανζίστορ πρέπει να εφαρμοστεί με λογικό έλεγχο, για παράδειγμα, το IRL520 ή οποιοδήποτε άλλο από τη σειρά IRL. Σε ακραίες περιπτώσεις, μπορείτε να βάλετε το συνηθισμένο πεδίο, για παράδειγμα, IRF540, IRF740, IRF630, αλλά δεν θα ανοίξει τελείως. Το LED1 δείχνει την κατάσταση εξόδου του κυκλώματος. Όταν η ορατή σύνδεση μεταξύ του δέκτη και του πομπού δεν σπάσει, η τάση εξόδου είναι μηδέν, η LED1 είναι σβηστή. Μόλις εμφανιστεί ένα ξένο αντικείμενο στην περιοχή κάλυψης, η λυχνία LED1 ανάβει και η τάση στην έξοδο OUT ισούται με την τάση τροφοδοσίας. Το D1 στο διάγραμμα είναι μια δίοδος zener 5 volt, για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί 1Ν4733.

Σύστημα φραγμού IR

Κάθε κύκλωμα συναρμολογείται στη δική του πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, ο δέκτης TSOP και το LED IR εξέρχονται από την καλωδίωση. Οι πίνακες κατασκευάζονται με τη μέθοδο LUT, ενώ μερικές φωτογραφίες της διαδικασίας παρουσιάζονται παρακάτω:
Όπως συμβαίνει με οποιαδήποτε ηλεκτρονική συσκευή, πρώτα μικρά εξαρτήματα είναι συγκολλημένα επάνω στο board - αντιστάσεις, δίοδοι. Στη συνέχεια πυκνωτές, και μετά από αυτά τα πάντα. Συνιστάται η τοποθέτηση του μικροκυκλώματος στην πρίζα και, για ευκολία, σύνδεση των καλωδίων τροφοδοσίας μέσω των τερματικών. Μετά τη συγκόλληση, ξεπλύνετε τα υπολείμματα ροής από την σανίδα, χτυπήστε τα κομμάτια για βραχυκύκλωμα.

Εγκατάσταση και δοκιμή

Μετά τη συναρμολόγηση, μπορείτε να τροφοδοτήσετε τις πλακέτες. Η τάση τροφοδοσίας και των δύο κυκλωμάτων είναι 9-12 volts. Μετά την ενεργοποίηση, βεβαιωθείτε ότι η τάση στην κάθοδο της διόδου zener στο κύκλωμα του δέκτη είναι περίπου 5 volts. Αν είναι υψηλότερη, πρέπει να ελέγξετε την απόδοση της διόδου zener και της αντίστασης R2, διαφορετικά ο δέκτης TSOP μπορεί να καεί. Αφού εκκινήσετε τον πομπό, μπορείτε να κοιτάξετε το LED μέσω του φακού της κάμερας, θα πρέπει να ανάψει ελαφρά. Συνιστάται η τοποθέτηση της λυχνίας LED σε ένα σωλήνα μήκους 3-4 cm έτσι ώστε το φως να μην διασκορπίζεται στις πλευρές, αλλά κατευθύνεται αυστηρά προς τη μία κατεύθυνση.
Τώρα μπορείτε να κατευθύνετε τον δέκτη με το LED στο δέκτη και να δείτε τι συμβαίνει. Όταν υπάρχει μια ορατή σύνδεση μεταξύ τους, η μπλε λυχνία LED είναι απενεργοποιημένη, όπως φαίνεται στη φωτογραφία.
Τώρα βάλτε ένα κομμάτι κόντρα πλακέ στην τροχιά του ρεύματος υπέρυθρης ακτινοβολίας, η σύνδεση μεταξύ του δέκτη και του πομπού θα χαθεί και το μπλε LED θα ανάψει αμέσως.
Μπορείτε να πειραματιστείτε με διάφορα υλικά. Το χαρτί και το διαφανές πλαστικό μεταδίδουν υπέρυθρη ακτινοβολία, οπότε το φράγμα IR δεν ανταποκρίνεται σε αυτά. Αλλά το μέταλλο, το ξύλο, το χέρι ενός ατόμου ή άλλα πυκνά υλικά αποτελούν εμπόδιο στις ακτίνες, όπως φαίνεται από το βίντεο.

Δείτε το βίντεο: Φυσική 2, Κεφ. 35, Περίθλαση και Πόλωση, Μέρος Γ (Απρίλιος 2024).