Оптичний бар'єр являє собою випромінювач і приймач випромінювання, розташовані один проти одного, припустимо, на двох стінах коридору. При знаходженні в кутовому полі приймальної оптичної системи об'єкта або людини потік випромінювання, що надходить на вхід приймача, переривається, що і призводить до включення пристрою попередження, сигналу тривоги, освітлення, ескалатора, лічильника предметів і т.п.

 

 

Такий бар'єр тим простіше реалізувати, чим слабкіше навколишнє освітлення. У темному коридорі, приміром, фотоелектричний струм спокою має величину не більше 1 мкА. Тоді функціонування бар'єру забезпечується при робочому струмі 10 мкА, що дозволяє вести огляд на відстані більше 1 м за умови оптимальної настройки оптичних систем.

На рис. 5.1 наведена схема випромінювача І К діапазону, яка використовується для згаданих вище програм і живиться від мережі.

Елементи схеми, зображеної на рис. 5.1:

  • трансформатор напруги живлення 6 В, 0,3 А;
  • випрямляч (4×1 N 4001 або готовий міст);
  • електролітичний конденсатор 1000 мкФ, 10 В;
  • резистор 56 Ом, 0,5 Вт;
  • діод ІК діапазону LD 271, CQY 37 або будь-які еквівалентні.

 

 

Щоб збільшити радіус дії випромінювача і кількість ІК променів (тобто мати можливість встановити приймач на більшій відстані від випромінювача без погіршення параметрів приймача), можна послідовно включити у випромінювачі кілька светоді-одов, використовуючи резистор R1 = 33 Ом тієї ж потужності розсіювання (0,5 Вт) у схемі з трьома світлодіодами або резистор опором 22 Ом в разі використання чотирьох світлодіодів. Ці значення опорів слід помножити на 2 або 2,5 при використанні світлодіодів в пластмасовому корпусі, потужність розсіювання яких менше, і обмеження їх прямого струму до значень не більше 50 або 40 мА відповідно.

На рис. 5.2 наведена схема приймача. При перериванні променя випромінювання фототранзистор вводить в дію тригер, який, у свою чергу, включає сімістор, керуючий лампочкою або сиреною сигналізації. У простих випадках досить замінити навантаження в коллектдрной ланцюга транзистора ТЗ (сімістор, лампа з живленням від 220 В, резистор R4) лампочкою на 8 В, 0,05 А. На рис. 5.3 показано, як зібрати такий приймач на макетної платі «veroboard», якщо встановити три резистора вертикально (у вигляді шпильки для волосся).

На стандартної макетної платі «veroboard» є не більше 24 друкованих доріжок з 37 отворами на кожній з них. Для розміщення на платі схеми відрізається ножем потрібну кількість смуг і отворів.

 

 

Елементи схеми, зображеної на рис. 5.2 та 5.3 (приймач ІЧ діапазону безперервного випромінювання з використанням сімістора):

• R1: 100 кОм;

• R2: 2,2 МОм;

• R3: 4,7 кОм;

• R4: 100 кОм, 0,3 Вт;

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

• Т2: ВС 548 чи ПС 238;

• ТЗ: 2 N 2219, ВР 140-16 або ПС 635;

• сімістор на 220 В і при мінімальному струмі в 2 А;

• випрямляч (4×1 N 4001 або готова мостова схема); '• електролітичний конденсатор 2200 мкФ, 10 В;

• лампочка на 220 В;

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

У такому вигляді приймач легко розмістити в невеликій трубці з чорного картону, яка захистить його від випадкового потрапляння навколишнього бокового світла. Можна використовувати будь сімістор на

 

 

220 В змінного напруги при мінімальному струмі в 2 А (16469 RCA, TIC 226 D, ТС 0440, Т46 В7 або еквівалентні). Радіатор для сімістора необхідний тільки в схемі управління потужністю, перевищує 100 Вт. При живленні від випрямляча можна вибрати будь-який інший тип сімістора на напругу 30 В і струм 0,2 А. Джерело живлення схеми, зображеної на рис. 5.2, має досить великий вихідний потужністю і може живити також ланцюг випромінювання (резистор R і світлодіод на рис. 5.1), якщо тільки це не викличе проблем з монтажем.

Схема на рис. 5.4 є доповненням пристрої, показаного на рис. 5.2, так як харчування надходить на навантаження (лампочка горить) при оптимальному узгодженні оптичних систем.

Елементи схеми, зображеної на рис. 5.4 (фототранзистор ІК діапазону):

• R1: 1МОм;

• R2: 2,2 МОм;

• R3: 10 кОм;

• R4: 56 Ом, 0,5 Вт;

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

• Т2: ВС 548 чи ПС 238;

• ТЗ: 2 N 2219, ВР 140-6 чи ПС 635;

• світлодіод ІЧ діапазону LD 271, CQY 37, CQW 89 У або еквівалентний;

• джерело живлення, аналогічний зображеному на рис. 5.2.

Такий пристрій можна використовувати для виявлення предметів при відображенні випромінювання від блискучих поверхонь (наприклад, від кузова автомобіля), якщо зовнішнє освітлення досить слабо. В іншому випадку слід застосовувати один із таких приладів, що працюють на модульованому інфрачервоному випромінюванні. На рис. 5.5 представлено аналогічний пристрій на

 

 

інтегральної схемою NE 555, яке використовується в якості тригера і призначене для заміни схеми, представленої на рис. 5.2.

Елементи схеми, зображеної на рис. 5.5:

• Rl: 1 МОм;

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

• інтегральна схема NE 555;

• джерело живлення, ідентичний зображеному на рис. 5.2.

Харчування на навантаження надходить, коли фототранзистор знаходиться в затемненому стані. Якщо потрібно протилежну дію, досить поміняти місцями транзистор Т1 з резистором R1.

Література:
2003 · Інфрачервоні промені в електроніці. Шрайбер Г