Bert Henscheid
Electronic Design
При создании системы на основе инфракрасного детектора проникновения возникла очевидная необходимость в каком-нибудь способе фокусировки луча. Оказалось, что после небольшой модификации для этого идеально подходят части от набора деталей для устройства открывания гаражных ворот Safe-T-Beam, выпускаемого компанией Genie и приобретенного в местном магазине товаров для дома. Основной причиной, определившей выбор устройства Genie, стало наличие в комплекте инфракрасного (ИК) передатчика и приемника, из корпусов которых выступают короткие трубки с пластиковыми линзами. Трубка и линза помогают защищаться от внешней засветки и фокусировать луч, существенно упрощая процедуру установки детектора проникновения.
Интегрированная в механизм двигателя схема ИК приемопередатчика использует импульсный сигнал, облегчающий фокусировку луча. Модуляция ИК луча делает систему невосприимчивой к помехам от солнечной засветки, однако в Genie луч не модулируется.
В результате встроенный в мотор формирователь импульсов не использовался, и элементы передатчика могли быть заменены. Установка новой платы ИК передатчика в старый корпус поверх существующей позволила воспользоваться уже установленными туда ИК диодами.
В схеме ИК передатчика использованы две микросхемы таймера LM555C – U1 и U2 (Рисунок 1). Таймер U1 формирует импульсную последовательность 40 кГц, а U2 модулирует этот сигнал частотой порядка 1600 Гц. Компоненты с критическими параметрами в схеме отсутствуют. Разумеется, устройство может работать и на других частотах.
 |
|
| Рисунок 1. | Замена оригинального генератора импульсов в передатчике из комплекта устройства открывания гаражных ворот схемой, модулирующей импульсный сигнал, и использование схемы приемника практически без каких-либо доработок, позволяют сделать детектор проникновения, нечувствительный к помехам от дневной засветки. |
Несмотря на то, что схема передатчика требует замены, приемник может использоваться практически в исходном виде. Модуль ИК приемника воспринимает модулированный ИК луч и формирует на выводе DATA детектированный сигнал 1600 Гц. Далее этот сигнал поступает на транзистор Q102, который усиливает и обрезает его, улучшая форму импульсов.
Элементы R102, R108 и C105 образуют фильтр, формирующий на базе Q101 сглаженный сигнал. В связи с тем, что оригинальный импульсный сигнал заменен сигналом с частотой модуляции 1600 Гц, емкость конденсатора фильтра C105 необходимо заменить на 4700 мкФ. Еще одна замена, необходимая для того, чтобы упростить вам отладку, касается транзисторов Q101 и Q102, вместо которых следует установить известные вам устройства. Впрочем, схема прекрасно работает и с оригинальными p-n-p и n-p-n транзисторами.
При нормальной работе детектора проникновения принимаемый сигнал удерживает коллекторное напряжение выходного транзистора Q101 на низком уровне. В случае потери сигнала из-за прерывания луча напряжение на коллекторе Q101 становится высоким. Таким образом, обнаружение проникновения индицируется высоким уровнем. Простая модификация этой схемы позволяет сделать активным низким уровень.
 |
|
| Рисунок 2. | На фотографии показана собранная схема детектора. Для правильной работы устройства очень важно направить луч точно в середину приемника. |
Задача выравнивания передатчика и приемника по одной линии несложна, хотя может потребовать некоторого времени на то, чтобы попасть лучом в середину приемника (Рисунок 2). При разумных расстояниях грубо направить луч на приемник поможет рулетка, натянутая между передатчиком и приемником. Остальное делается методом проб и ошибок. При неточно выставленном направлении на выходе детектора будет высокий уровень напряжения, а после выполнения надлежащей регулировки – низкий.
