На рис. 9.1 представлена ??структурна схема, що пояснює принцип дії передавача. Світлодіоди (LED), що випромінюють в ІК діапазоні, отримують живлення від мультивібратора (MB), який виробляє імпульси з частотою проходження 5 кГц. MB модулює передане випромінювання, що дозволяє відокремити його при прийомі від оточуючих світлових перешкод.

 

 

У свою чергу, мультивібратор на 5 кГц модулюється частотою проходження іншого мультивібратора, яка значно нижче 5 Гц. Вона управляє включенням / виключенням MB на 5 кГц, на виході якого формуються імпульсні послідовності з паузами, відповідними паузам низькочастотного MB. Кількість імпульсних послідовностей мультивібратора на 5 кГц можна

 

 

визначити при спільному використанні пятігерцевого MB і лічильника-декодера. Він вважає послідовні імпульси по 5 Гц і запускає (переводить у стан 1) спочатку свій вихід № 1, потім № 2 і т.д. «Декодовані виходи» лічильника з'єднані з клавішним програмуючим перемикачем. Якщо, наприклад, поставити цей перемикач на декодований вихід № 4, то команда зупинки мультивібратора на 5 Гц буде запущена на початку четвертої імпульсної послідовності. Це відбувається настільки швидко, що на виході передавача отримують лише три перші послідовності.

У схемі приймача (мал. 9.2) після посилення і демодуляції відновлюють імпульсні послідовності, що надходять від мультивібратора на 5 Гц.

Таким чином, для запам'ятовування числа отриманих імпульсних послідовностей і для запуску відповідної команди (наприклад, за допомогою сімістора) досить мати лічильник-декодер, який ідентичний подібного пристрою передавача.

Для того щоб відправити нову команду, необхідно насамперед обнулити обидва лічильника. Для передавача зробити це дуже просто: досить натиснути на клавішу, що впливає на вхід дозволу роботи лічильника. Одночасно виконується команда запуску мультивібратора на 5 Гц, який у момент натискання клавіші працює в безперервному режимі.

Якщо тепер, не відпускаючи клавіші, поставити програмує перемикач в нове положення, то передача «в безперервному режимі» триватиме до тих пір, поки схема тимчасової затримки приймача не відповість обнуленням лічильника-декодера. Якщо ж відпустити

 

 

клавішу на даному етапі, то обидва лічильника-декодера (в схемах передачі і прийому) почнуть роботу з однакового нульового положення і будуть змінювати свої стани, як показано вище.

   Схема передавача

Повільний мультивібратор працює з двома з чотирьох елементів АБО-НІ, які містить інтегральна КМОП схема CD 4001 (або HEF 4001, 34001) – рис. 9.3. Третій з цих елементів служить перемикачем, а четвертий залишається невикористаним. Висновки харчування інтегральних схем на даному малюнку не представлені. Висновок 14 підключений до джерела живлення, виведення 7 – до «землі».

Інтегральна схема NE555 (або СА 555 CG) використовується для управління випромінюючим діодом ІК діапазону в якості мультивібратора на 5 кГц. При цьому її вихідний струм може досягати 200 мА. Типи моделей світлодіода ІК діапазону мають досить вузьку діаграму спрямованості, завдяки чому забезпечується якісна концентрація випромінюваної енергії. Однак при цьому необхідно дотримуватися точну орієнтацію світлодіода і фотоприймача.

Хоча навіть один єдиний світлодіод здатний забезпечити достатню для використання в побутових додатках дальність дії, для передавача вона може бути збільшена (без підвищення споживання енергії) за рахунок послідовного включення

 

 

декількох (до п'яти) випромінювальних діодів. Таким чином, при приєднанні чергового діода слід зменшувати номінал резистора R5 приблизно на 8 Ом.

Вихідна ланцюг містить підлаштування резистор R4, що дозволяє настроїти частоту другого мультивібратора на частоту виборчого фільтра приймача.

 

 

На рис. 9.4 показані друкована плата передавача і її зворотний бік до встановлених компонентами схеми передавача. Друкована плата, яка займає досить невелике місце, була розроблена з урахуванням габаритів корпусу Teko Р / 2, в якому разом з нею знаходяться кнопка включення, переривник, перемикач, а також невелика батарейка на 9 В. На рис. 9.5 представлений зовнішній вигляд передавача, схема якого показана на рис. 9.3.

Незважаючи на те що споживання струму передавачем становить 100-200 мА, для забезпечення живлення буде досить невеликої батарейки, оскільки пристрій можна відключати після кожного виконання команди.

Переважно впаяти випромінюючий діод на сторону друку схеми і розташувати цю схему біля однієї з бічних стінок корпусу, просвердливши в ній отвір навпроти діода.

Елементи схем, представлених на рис. 9.3 і 9.4 (передавач пристрої дистанційного управління):

• С1: 22 нФ, плівковий;

• С2: 4,7 нФ, керамічний чи плівковий;

• СЗ: 15 мкФ, 15 В, електролітичний;

• R1: 4,7 МОм;

• R2: 15 кОм;

• R3: 270 Ом;

• R4: 22 кОм, підлаштування;

• R5: 47 Ом, 1 Вт;

• R6: 2,7 кОм;

інтегральна КМОП схема: CD 4011 і CD 4017; інтегральна схема мультивібратора: NE 555; обертовий перемикач на вісім положень; діод ІК діапазону: LD 271, CQY 37, CQW 89 У або подібні.

   Схема приймача

Для побутових програм у схемі прийому переважно використовувати фототранзистор з широким кутовим полем. Однак якщо передача ведеться весь час уздовж однієї осі, то моделі з вузьким кутовим полем дозволять забезпечити велику дальність дії.

У схемі, представленій на рис. 9.6, за фототранзистором Т1 слід здвоєний операційний підсилювач (ОУ) TL 082 СР На першому ОУ зібраний активний смуговий фільтр, налаштований приблизно на 5 кГц. Після демодуляції та фільтрації другого ОУ набирає чинності як тригера Шмітта, що формує імпульси для запуску лічильника. Ланцюг тимчасової затримки (рис. 9.2) складається з конденсатора С7 і резистора R12. Діод D3, підключений до висновків R12, працює так, щоб згадана затримка мала місце тільки на підйомі сигналу. Але коли вихід тригера повертається в нульовий стан, конденсатор С7 миттєво заряджається діодом D3 так, що команда «перезапуск» (reset) інтегральної схеми CD 4017 незабаром знімається.

Фонове освітлення викликає в фототранзистор електрична напруга перешкод, яке обмежує корисну чутливість приймача. Тому краще всього розташувати приймач таким чином, щоб звести до мінімуму зовнішню засвічення його від джерела світла або денного освітлення. В іншому випадку ймовірно, що через перешкоди лічильник буде продовжувати вести відлік хаотично, якщо тільки такі умови праці не приведуть до постійного його обнулення. Якщо ні відповідна орієнтація пристрою, ні конус з чорного паперу, розташований над фототранзистором, не врятують положення, можна вдатися до зменшення опору резистора R1 (при необхідності до 2 кОм), але в цьому випадку знижується чутливість приймача і дальність дії зводиться до відстані 2-3 м. І навпаки, працюючи при достатньому затемненні, можна збільшити чутливість і дальність дії, збільшуючи опір резистора R1 до 47 або 100 кОм.

Замінивши R1 коливальним контуром, представленим на рис. 9.7, навіть в умовах досить інтенсивного навколишнього освітлення можна досягти ще більш високої чутливості.

 

 

 

• С4: 10 нФ, керамічний чи плівковий;

• С5: 47 нФ, керамічний чи плівковий;

• С6: 220 нФ, танталовий або плівковий;

• С7: 100 нФ, плівковий;

• С8: 22 мкФ, електролітичний;

• Dl, D2, D3: 1 N 4148 або еквівалентні;

• R1: 27 кОм;

• R2: 680 кОм;

• R3: 1 МОм;

• R4: 150 Ом;

• R5: 330 кОм;

• R6: 120 кОм;

• R7: 330 кОм;

• R8, R9: 5,6 кОм;

• R10: 47 кОм;

• R11: 330 кОм;

• R12: 4,7 МОм;

• R13: 82 Ом;

• Т1: фототранзистор BP 103, BPW 14 В, BPW 22 А або подібні;

• здвоєний операційний підсилювач TL 082 CP;

• інтегральна схема КМОП: CD 4017.

На платі, представленої на рис. 9.8, передбачено місце для LC-фільтра.

Якщо задовольняє варіант з резистором (рис. 9.6), достатньо зняти конденсатор СА, а також замінити L1 на R1 між емітером транзистора Т1 і «землею». Можна зауважити, що між двома невикористовуваними висновками ІС CD 4017 проходить друкований провідник, тому пайка повинна бути акуратною, без напливів олова. Розміри плати підібрані відповідно до розмірів корпусу Teko Р / 2, який також вміщує ланцюзі навантаження (сімістор) і харчування, описані вище.

Налаштування частоти (резистор R4, рис. 9.3) може здійснюватися шляхом пошуку максимуму відхилення універсального вимірювального приладу, підключеного до виходів С4 (рис. 9.6). Слід видалити передавач на таку відстань, при якому згаданий прилад показує напругу не більше 1 В, оскільки в іншому випадку система може бути перенасичений.

Література:
2003 · Інфрачервоні промені в електроніці. Шрайбер Г