Устройство обнаружения препятствий является неотъемлемой частью различных проектов в таких приложениях, как робототехника и системы безопасности. В подобных приложениях широко используются инфракрасные датчики. Основным недостатком некоторых схем является то, что устройства обнаружения чувствительны к внешнему освещению и реагируют на препятствия нестабильно.
В этом проекте мы выбрали подходящий компонент для приема ИК излучения и спроектировали схему таким образом, чтобы она работала как можно стабильнее (Рисунок 1). Также имеется возможность настроить чувствительность датчика для обнаружения препятствий, расположенных вблизи или на удалении от датчика.
 |
|
| Рисунок 1. | Принципиальная схема ИК детектора препятствий. |
В техническом описании датчика TSOP1738 сказано: «TSOP17XX – это серия миниатюрных приемников для инфракрасных систем дистанционного управления. PIN-диод и предусилитель собраны на выводной рамке, эпоксидный корпус выполнен в виде ИК фильтра. Демодулированный выходной сигнал может быть непосредственно декодирован микропроцессором. Стандартная серия ИК приемников дистанционного управления TSOP17XX поддерживает все основные коды передачи».
Таким образом, эти характеристики, особенно встроенный ИК фильтр, делают приемник подходящим для нашей задачи. На Рисунке 2 показана спроектированная для схемы печатная плата. На печатной плате, размер которой составляет всего 3.2 см × 1.8 см, используются в основном SMD компоненты.
 |
|
| Рисунок 2. | Конструкция печатной платы ИК детектора препятствий. |
Как видно на шелкографии печатной платы, между ИК диодом и приемником необходимо установить изолирующий барьер. Эти два компонента установлены рядом друг с другом, поэтому необходимо убедиться, что приемник реагирует только на отраженный инфракрасный свет.
Если вы не смогли найти, что поместить между датчиком и излучателем, просто наденьте на 5-миллиметровый ИК светодиод отрезок черной термоусадки, чтобы свет выходил только спереди.
На Рисунке 3 показан трехмерный вид собранной платы, на котором можно увидеть установленные компоненты.
 |
|
| Рисунок 3. | Трехмерный вид печатной платы. |
Светодиод D3 показывает правильность подключения питания, а светодиод D1 загорается, когда в зоне обнаружения датчика находится препятствие.
Потенциометром R1 устанавливается излучаемая мощность, которая, конечно же, влияет на дальность обнаружения. Потенциометром R5 регулируется частота. Если у вас есть осциллограф, то на выводе 3 (выход) таймера U1 вы должны увидеть такой же сигнал, как на Рисунке 4. Регулировкой R5 установите частоту 38 кГц. В принципе, R5 позволяет использовать несколько аналогичных ИК приемников, которые могут работать на разных частотах.
 |
|
| Рисунок 4. | Сигнал 38 кГц на выводе 3 таймера 555. |
С внешней схемой плата соединяется 3-контактным штыревым разъемом P1. К контакту «+» этого разъема необходимо подключить питание +5 В, а к контакту «–» – землю. Выход «S» действует как запускающий сигнал с активным низким уровнем. Это означает, что когда датчик обнаруживает объект, выход «S» будет притянут к земле (при этом загорается светодиод D1). В схеме использованы пассивные компоненты типоразмера 0805.
