Radioelektronik Audio-HiFi-Video 8/2001

Prosty jednokana³owy

uk³ad nadawczo-

odbiorczy, który mo¿e

byæ u¿yty do wykrywania

obecnoœci obiektów

w okreœlonym obszarze.

Z

espól z³o¿ony z uk³adu nadaw-

czego z diod¹ emituj¹c¹ promie-

niowanie podczerwone (IRED)

i uk³adu odbiorczego z fotodiod¹

nazywa siê ³¹czem optoelektronicznym.

Jednym z najwa¿niejszych parametrów u¿yt-

kowych takiego ³¹cza jest zasiêg dzia³ania,

który zale¿y od dwóch zasadniczych czyn-

ników:

q

mocy promieniowania emitowanego

przez uk³ad nadawczy,

q

czu³oœci uk³adu odbiorczego na promie-

niowanie podczerwone.

Moc promieniowania uk³adu nadawczego

zale¿y od rodzaju zastosowanej diody i

wielkoœci przep³ywaj¹cego przez ni¹ pr¹du.

Najlepiej do celów zdalnego sterowania

DETEKTOR

ZBLI¯ENIOWY

nadaj¹ siê diody emituj¹ce promieniowa-

nie podczerwone, bo charakteryzuj¹ siê

najwiêksz¹ sprawnoœci¹ energetyczn¹.

Na ogó³ dioda emituje promieniowanie o mo-

cy od kilku do kilkuset miliwatów. Zasiêg

³¹cza z tak¹ diod¹ i typowym odbiornikiem

z uk³adem scalonym SFH506-36 firmy Sie-

mens mo¿e wynosiæ nawet kilkadziesi¹t

metrów. Detektory zbli¿eniowe, czyli czujni-

ki refleksyjne pracuj¹ na ogó³ przy zasiêgu

od kilkudziesiêciu centymetrów do kilku me-

trów. W opisywanym urz¹dzeniu promie-

niowanie emitowane przez emiter (diodê)

odbija siê od wykrywanego obiektu i po-

wraca do fotodetektora (fotodiody). Zasiêg

dzia³ania takiego czujnika jest zale¿ny od

w³aœciwoœci odbijaj¹cych wykrywanych

obiektów.

r

Z PRAKTYKI

12

Opis uk³adu

Czêœæ nadawcza zawiera dwa uk³ady cza-

sowe 555 (U1 i U2), pracuj¹ce jako multiwi-

bratory astabilne wytwarzaj¹ce przebieg

steruj¹cy diod¹ emituj¹c¹ promieniowanie

podczerwone. Pierwszy multiwibrator wytwa-

rza impulsy o czasie trwania ok. 1,1 ms

powtarzane co ok. 7,5 ms. Jest to fala pro-

stok¹tna o okresie 1/8,6 ms, czyli o czêsto-

tliwoœci ok. 120 Hz i wspó³czynniku wy-

pe³nienia ok. 1/7. Ten sygna³ kluczuje pra-

c¹ drugiego multiwibratora wytwarzaj¹cego

falê prostok¹tn¹ 38 kHz. W wyniku modu-

lacji na wyjœciu drugiego multiwibratora uzy-

skuje siê przebieg o czêstotliwoœci 38 kHz

przerywany z czêstotliwoœci¹ 120 Hz. W ce-

lu ograniczenia poboru pr¹du ze Ÿród³a za-

Rys. 1. Schemat detektora zbli¿eniowego – czêœæ nadawcza (a), czêœæ odbiorcza (b)

a)

a)

b)

b)

Rys. 2. P³ytka drukowana detektora zbli¿eniowego

(skala 1:1) – czêœæ nadawcza (a),

czêœæ odbiorcza (b)

silania wspó³czynnik wype³nienia przebiegu

wyjœciowego ustalono na ok. 7%.

Sygna³ wyjœciowy drugiego multiwibratora

zasila diodê emituj¹c¹ promieniowanie pod-

czerwone, przewodzi ona pr¹d o amplitudzie

ok. 35 mA i wytwarza strumieñ promieniowa-

nia o natê¿eniu ok. 5 mW/sr.

Na wejœciu czêœci odbiorczej zastosowa-

no scalony wzmacniacz selektywny, o czê-

stotliwoœci œrodkowej 38 kHz, z fotodiod¹

D1, wykonany jako hybrydowy uk³ad scalo-

13

ny (U3). W obwodzie wyjœciowym czêœci

odbiorczej zastosowano równie¿ uk³ad cza-

sowy 555 (U4), ale pracuj¹cy jako monowi-

brator wyzwalany sygna³em ze wzmacnia-

cza. Miêdzy wzmacniaczem selektywnym

a stopniem wyjœciowym jest w³¹czony klucz

tranzystorowy z tranzystorem T1.

Sygna³ z wyjœcia wzmacniacza U3 jest

doprowadzany do wejœcia wyzwalaj¹cego

uk³adu czasowego U4 pracuj¹cego jako mo-

nowibrator. Generuje on impulsy o czasie

trwania ustalonym przez elementy C5 i R6,

czyli 1,1

.

4,7

µ

F

.

470 k

Ω

= 2,5 s. Poniewa¿

do wejœcia wyzwalaj¹cego (TR) impulsy s¹

doprowadzane z czêstotliwoœci¹ ok. 120 Hz,

czyli co ok. 8 ms, wyjœcie uk³adu czasowe-

go U4 znajduje siê w stanie aktywnym – na

jego wyjœciu wystêpuje napiêcie bliskie napiê-

ciu zasilania. Dopiero brak impulsów wyzwa-

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 8/2001

laj¹cych przez czas wiêkszy ni¿ 2,5 s powo-

duje zmianê stanu jego wyjœcia.

Na rys. 2 przedstawiono p³ytki drukowane

uk³adu, a na rys. 3 rozmieszczenie elemen-

tów.

Przedstawiony detektor mo¿e s³u¿yæ np.

do w³¹czania œwiat³a w pomieszczeniu, do

którego wchodzi jakaœ osoba. Opuszczenie

pomieszczenia przez tê osobê spowoduje

automatyczne wy³¹czenie œwiat³a. Obwód

wyjœciowy odbiornika musi byæ oczywiœcie

rozbudowany przez do³¹czenie tranzystora

steruj¹cego przekaŸnikiem, tyrystorem lub

triakiem

.

(cr)

n

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na p³ytce drukowanej

detektora zbli¿eniowego –

czêœæ nadawcza (a), czêœæ odbiorcza (b)

a)

b)