Інфрачервоний бар'єр

Як відомо, крім видимого світлового спектру існує також інфрачервоне випромінювання, яке не сприймається оком людини. Його часто використовують в пультах дистанційного керування для передачі різних команд. Цікавий факт - щоб "побачити" інфрачервоне світло, досить направити об'єктив цифрового фотоапарата на ІК-випромінювач пульта і натискати на ньому клавіші. На екрані фотоапарата при цьому буде видно що світиться точка - це працює інфрачервоний світлодіод.
ІК-промені в радіоелектроніці дозволяють створити такий цікавий пристрій, яке називається інфрачервоним бар'єр. Воно складається з двох частин - передавача і приймача. Передавач являє собою звичайний інфрачервоний світлодіод, на який надходять пачки імпульсів. Приймач ці пачки імпульсів безупинно уловлює і детектирует. Коли між приймачем і передавачем є вільна видима зв'язок, тобто світло вільно "долітає" до приймача, на виході встановлюється логічний нуль. Але як тільки в зоні дії з'являється сторонній предмет, зв'язок моментально порушується і приймач про це сигналізує. Використовувати такий бар'єр можна, перш за все, в охоронних сигнализациях, адже ІК випромінювання не побачити неозброєним оком.
Перевагою саме цієї схеми є те, що інфрачервоний світлодіод в ній світиться не безупинно, а імпульсно. По-перше, це подовжує життя самому светодиоду і зменшує споживання струму, а по-друге, це є хорошим засобом захисту від помилкових спрацьовувань, тому схему спокійно можна використовувати навіть на вулиці, коли на приймач потрапляють прямі сонячні промені.

Схема передавача

Схема передавача заснована на здвоєному інтегральному таймері NE556, який генерує імпульси для випромінює світлодіода LED1, резистор R2 при цьому задає потужність випромінювання. Всі інші елементи схеми повинні строго відповідати заданому номіналом для дотримання потрібної частоти роботи генератора. D1 - будь-який малопотужний діод, наприклад, 1N4148, 1N4007, КД521.

Схема приймача

Ключовою ланкою схеми є спеціальний приймач ІК сигналу, що позначається як TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules). Знайти його можна в будь-якому телевізорі, що має пульт управління. Сюди підійде будь-який приймач, розрахований на частоту 36 кГц, наприклад, TSOP1736. Цей приймач управляє затвором польового транзистора VT1. Оскільки сигнал з виходу приймача становить близько 5 вольт, то транзистор потрібно застосувати з логічним управлінням, наприклад, IRL520 або будь-які інші з серії IRL. В крайньому випадку, можна поставити і звичайний польовий, наприклад, IRF540, IRF740, IRF630, але він не буде відкриватися повністю. Світлодіод LED1 відображає стан виходу схеми. Коли видима зв'язок між приймачем і передавачем не порушена, напруга на виході дорівнює нулю, LED1 не горить. Як тільки в зоні дії з'являється сторонній предмет, LED1 загоряється, а напруга на виході OUT стає рівним напрузі харчування. D1 на схемі - стабілітрон на 5 вольт, можна застосувати, наприклад, 1N4733.

Збірка ІК-бар'єру

Кожна схема збирається на своїй друкованій платі, TSOP-приймач і інфрачервоний світлодіод виводяться на проводках. Плати виконуються методом Лут, нижче представлена ​​пара фотографій процесу:
Як і при створенні будь-якого електронного пристрою, спочатку на плату запаюються дрібні деталі - резистори, діоди. Потім конденсатори, а після них все інше. Мікросхему бажано встановити в панельку, а дроти живлення для зручності підключити через клемники. Після пайки змити залишки флюсу з плати, продзвонити доріжки на замикання.

Налагодження та випробування

Після складання можна подавати на плати харчування. Напруга харчування обох схем становить 9-12 вольт. Після включення необхідно переконатися, що напруга на катоді стабілітрон в схемі приймача становить приблизно 5 вольт. Якщо воно вище, потрібно перевірити працездатність стабилитрона і резистора R2, інакше TSOP-приймач може згоріти. Запустивши передавач, можна подивитися на світлодіод через об'єктив фотоапарата, він повинен злегка світитися. Бажано помістити світлодіод в трубочку довжиною 3-4 сантиметри для того, щоб світло не розсіювався по сторонам, а був спрямований строго в одному напрямку.
Тепер можна направити трубку світлодіодом на приймач і подивитися, що станеться. Коли між ними існує видима зв'язок, синій світлодіод погашений, це можна бачити по фото.
Тепер помістимо шматок фанерки на шляху потоку інфрачервоного випромінювання, зв'язок між приймачем і передавачем загубиться і синій світлодіод відразу ж загориться.
Можна поекспериментувати з різними матеріалами. Папір і прозорий пластик пропускають інфрачервоне випромінювання, тому ІЧ-бар'єр на них не реагує. Зате метал, дерево, рука людини або інші щільні матеріали являють перешкодою для променів, як видно по відео.