Датчик реагирует на приближение к нему или перемещение перед ним какого-то предмета, человека, поднесение к нему руки. Он может работать в составе охранного устройства, или как рабочий элемент выключателя, реагирующего на поднесение руки, или в устройстве подсчета каких-то деталей. Такими датчиками можно оборудовать грузовой автомобиль, так чтобы они реагировали на оптимальное приближение к погрузочной платформе.
Дальность действия датчика зависит от настройки его излучателя и может быть от 0,3М до 2М. Принципиальная схема показана на рисунке 1.
Принцип действияГенератор излучает импульсы инфракрасного излучения, как например в системе ДУ телевизора, а приемное устройство их принимает и регистрирует. Разница по сравнению с ДУ только в том, что и излучатель и фотоприемник направлены в одну сторону (а не друг на друга, как в ДУ), и более того, между ними установлена непрозрачная перегородка, исключающая прямое попадание ИК-света от излучателя на приемник.
Пока в зоне чувствительности перед датчиком ничего нет ИК-свет не попадает на фотоприемник. Но стоит появиться в этой зоне какому-нибудь предмету или человеку, как сигнал отражается от его поверхности и уже отраженный воспринимается фотоприемником. Излучатель состоит из импульсного генератора на микросхеме D2 и транзисторного ключа на VT1 и VT2 с ИК-светодиодом VD1 на выходе.
Генератор на D2 вырабатывает короткие положительные импульсы частотой около 3 кГц. Эти импульсы через R5 поступают на транзисторный ключ на VT1 и VT2, который пропускает импульсный ток через светодиод и тот излучает ИК-излучение, промодулированное этими импульсами. Мощность этого излучения зависит от сопротивления резистора R4 (в данном случае на схеме показано его минимальное значение, соответствующее максимальной дальности излучения, увеличивая его сопротивления можно установить нужную зону контроля).
Отраженный сигнал принимается готовым фотоприемником ПИ-4 от телевизора типа УСЦТ (можно использовать и другой фотоприемник от другого телевизора или видеомагнитофона, важно чтобы он выдавал отрицательные импульсы, по уровню соответствующие КМОП-логике). Отрицательные импульсы с его выхода поступают через инвертор D1.1 на одновибратор, выполненный по триггерной схеме на D1.2 и D1.3.
С поступлением первого-же импульса этот одновибратор вырабатывает отрицательный импульс длительностью около 5 секунд. Длительность этого импульса можно установить по вкусу подбором номинала R1. Затем следует интегрирующая цепь R2, C4 и далее инвертор D1.4 на выходе которого формируется четкий положительный импульс. Интегрирующая цепь нужна для того, чтобы исключить проникновение импульсов с выхода фотоприемника на выход устройства в том случае, когда объект длительное время находится в зоне контроля (значительно более длительности импульса, формируемого одновибратором на D1.2 и D1.3).
Сборка.
Все детали, за исключением фотоприемника, монтируются на одной печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1-1,5 мм. Фотоприемник используется готовый, от телевизора 3-УСЦТ. Не обязательно ПИ-4, подойдет и другой, важно чтобы он питался напряжением 12В и вырабатывал отрицательные импульсы. Если используется фотоприемник с более низким напряжением питания его нужно питать через параметрический стабилизатор, а выходные импульсы подавать на вход микросхемы D1 через транзисторный согласующий каскад.
Фотоприемник экранированный, он располагается в корпусе датчика в вырезе платы, а между ним и светодиодом в паз в плате устанавливается перегородка из черной пластмассы или металла, препятствующая прямому попаданию лучей от светодиода на фотодиод приемника. Светодиод — любой инфракрасного излучения, от пультов ДУ, наш или импортный. Силу света можно установить подбором R4 в пределах от 1 Ома до 100 Ом.
Устройство размещается в пластмассовом корпусе размерами 95x65 мм из черного полистирола. На торце этого корпуса сделано прямоугольное отверстие для выхода света от светодиода и для поступления света на фотодиод приемника. Светонепроницаемая перегородка расположена внутри корпуса, а торец корпуса с этим отверстием прикрыт пластиной из прозрачного оргстекла. При этом светонепроницаемая перегородка упирается в эту пластину.
Если возникнет паразитная связь между приемником и передатчиком нужно в разрыв цепи питания приемника включить блокировочную RC-цепочку.
