Надійність роботи оптичного бар'єру з безперервним спектром випромінювання залежить від зовнішнього освітлення. Проте інфрачервоне випромінювання можна модулювати з частотою від 1000 до 3000 Гц, то є переривати його з дуже високою швидкістю (від 1000 до 3000 разів на секунду). У приймальнику слід передбачити виборчу ланцюг, що виділяє модульований «сигнал» бар'єру, який фототранзистор трансформує в змінну напругу на тлі безперервного освітлення від зовнішніх джерел.

На рис. 5.6 наведена схема випромінювача модульованого випромінювання І К діапазону.

Елементи схеми, зображеної на рис. 5.6:

С1: 10 нФ, плівковий; С2: 220 мкФ, 15 В; R1: 22 кОм;

R2: 33 кОм, підлаштування;

 

 

• R3: 4,7 кОм;

• діоди ІК діапазону LD271, CQY 37, CQW 89 У або еквівалентні;

• випрямляч (4×1 N 4001 або готовий міст);

• трансформатор для джерела живлення 6 В, 0,3 А;

• інтегральна схема NE 555.

Тут як мультивібратора, що генерує імпульси випромінювання, використовується інтегральна схема NE 555. Частота мультивібратора може регулюватися за допомогою резистора R2 шляхом узгодження частот випромінювача і приймача. Схема, представлена ??на рис. 5.6, має додатковий вихід, який використовується для синхронізації між собою випромінювача і приймача, про що буде сказано нижче.

Можна збільшити ККД приймача за допомогою послідовного або послідовно-паралельного включень великого числа світлодіодів, як про це було написано в розділі 2. Проте практично не має сенсу будувати випромінювач (рис. 5.6) на інтегральною схемою, так як число елементів невелика. Досить зібрати пристрій в корпусі малих розмірів.

 

 

Схема відповідного приймача представлена ??на рис. 5.7. Елементи схеми, зображеної на рис. 5.7-5.9 (приймальний пристрій оптичного бар'єру для модульованого сигналу):

• CI: 1 нФ, керамічний чи плівковий;

• С2: 22 мкФ, 15 В, електролітичний;

• СЗ: 100 нФ, плівковий;

• С4: 22 мкФ, 15 В, електролітичний;

• С5: 22 нФ, плівковий;

• С6: 100 нФ, плівковий;

• С7: 2,2 мкФ, 25 В, електролітичний (переважно танта-ловий);

• D1 – D5: 1 N 4148, 1 N 914 або еквівалентні;

• R1: 10 кОм;

• R2: 330 кОм;

• R3: 470 кОм;

• R4: 2,7 кОм;

• R6: 330 кОм;

• R7, R8: 2,2 кОм;

• R9: 47 кОм;

• R10, R11: 4,7 МОм;

R12: 2,2 кОм; R13: 1 кОм; R14: 220 Ом, 0,5 Вт;

Т1: фототранзистор BP 103, BPW 14 В, BPW 22 А чи еквівалентні;

Т2: 2 N 2219, ВР 140-16 або ПС 635;

сімістор на 220 В і мінімум 2 А. Без радіатора, для лампочки потужністю до 100 Вт;

здвоєний операційний підсилювач МС 1458 або подвійний – 741.

Схема працює на здвоєному операційному підсилювачі типу 1458. Для зниження рівня шуму транзистор Т1 отримує харчування через дільник. Перший операційний підсилювач використовується як активний смуговий фільтр з резонансною частотою близькою до 2 кГц.

Після демодуляції обвідної змінного сигналу за допомогою діодів Dl, D3 приступають до її обмеження на діоді D2, а потім до посилення постійної складової. За допомогою конденсатора С7 діодів D4, D5 формують сигнал розширення, тобто тимчасову затримку, яка дозволяє сімістор залишатися у включеному стані кілька десятків секунд при кожному, навіть короткочасному перетині людиною лінії прямої видимості (оптичного зв'язку) між випромінювачем і приймачем. Це може бути особливо корисно при подачі сигналу включення світла в момент перетину людиною лінії оптичного зв'язку. Тривалість сигналу розширення змінюється ємністю конденсатора С7: кожна мікрофарад відповідає витримці від 5 до 15 с.

При виготовленні приймача, схема якого показана на рис. 5.8, були використані елементи досить великих розмірів.

Припустимо заощадити місце, встановивши малогабаритні резистори з потужністю розсіювання 0,1 Вт, за винятком R14 (0,5 Вт). Застосовуючи також електролітичні танталові конденсатори крапельного типу, можна прийти до варіанту, зображеному на рис. 5.9,-більш компактному і легко реалізується.

Регулювання полягає в налаштуванні випромінювача на робочу частоту приймача. Для визначення змінної складової сигналу на виході першого каскаду посилення (висновок 7 конденсатора С1)

 

 

 

 

використовуються електронно-променевої осцилограф і мілівольтметр НЧ. Вибирається така дальність дії між випромінювачем і приймачем, при якій перевантаження в приймальнику неможлива. Узгодження вважається повним, коли на виході приймача отримано максимальний неспотворений сигнал.

Орієнтуючись виключно на спрацювання сімістора, можна налаштувати випромінювача, враховуючи, що на заданій відстані чутливість буде тим більше, чим сильніше допустиме неузгодженість. Під час цієї операції передбачається тимчасове

 

 

виняток конденсатора С7 зі схеми, для того щоб не заважала тимчасова затримка, яку викликає цей елемент при кожному спрацьовуванні сімістора. Під час установки необхідно також виключити будь фонове випромінювання від об'єктів, що знаходяться поблизу.

Крім того, схеми, зображені на рис. 5.6 та 5.7, можуть бути використані для оптичного бар'єру, що працює по відбитому випромінюванню. Їх можна встановити на одній стороні коридору, отримуючи відбитий сигнал від протилежної сторони. Проте відстань між випромінювачем і приймачем повинен бути досить великим (приблизно 1 м), щоб відбиття від одягу людини, перетинає бар'єр, легко розпізнавалося.

 

 

Література:
2003 · Інфрачервоні промені в електроніці. Шрайбер Г