ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

Макушин К.Д.
Датчик предназначен для включения нагрузки когда перемещающийся линейно объект входит в зону обработки и выключению, когда объект, продолжая двигаться в том же направлении выходит из зоны обработки.
Основа устройства - два фотодатчика, работающих на пересечение ИК-луча, связанных схемой RS-триггера.


Мультивибратор D1.1-D1.2 генерирует импульсы частотой около 38 кГц (во время налаживания эта частота устанавливается точнее подбором сопротивления R1). Эти импульсы проходят на транзисторный ключ на VT1, на выходе которого есть два инфракрасных светодиода HL1 и HL2, ток через которые ограничен резистором R3. При работе схемы светодиоды излучает вспышки ИК-излучения с частотой повторения 38 кГц.
Фотоприемники SF1 и SF2 - обычные фотоприемники от системы дистанционного управления телевизора или другой аппаратуры. Они одинаковые, настроенные на частоту 38 кГц (число «38» в маркировке). У такого фотоприемника при приеме ИК-света от HL1 или HL2 на выходе открывается транзисторный ключ и напряжение падает до нуля. Если импульсы ИК-света на фотоприемник не поступают, — ключ закрыт и на его выходе единица (подтянута через R5 и R6).
Ик-светодиоды и фотоприемники расположены на входе и выходе из зоны обработки, напротив друг друга, так чтобы обрабатываемый объект, входя в зону обработки перекрывал луч между HL2 и SF2, а выходя из зоны перекрывал луч между HL1 и SF1.
Пока ни один луч не перекрыт на выходах фотоприемников имеются логические нули. RS-триггер D1.3-D1.4 при этом находится в предшествующем данному состоянии.
При входе в зону обработки объект сначала перекрывает луч между HL2 и SF2, при этом на выходе SF2 устанавливается единица. Это переводит RS-триггер D1.3-D1.4 в состояние логической единицы на выходе элемента D1.3. Транзистор VT2 открывается и реле К1 включает нагрузку (непосредственно или через промежуточный контактор).
При дальнейшем движении, объект выходит из промежутка между HL2 и SF2, напряжение на выходе SF2 опускается до логического нуля, но состояние реле К1 остается включенным потому что RS-триггер держится в фиксированном состоянии.
При выходе из зоны обработки объект проходит между HL1 и SF1 перекрывая луч между ними. На выходе SF1 устанавливается единица, которая переключает RS-триггер D1.3-D1.4 в состояние нуля на выходе D1.3. Транзистор VT2 закрывается и реле К1 выключает нагрузку (непосредственно или через промежуточный контактор).
Детали:
Инфракрасные светодиоды и фотоприемники можно взять практически любые для дистанционного управления телевизорами или другой бытовой техники, - выбор просто огромен. Но нужно учесть то, что фотоприемник должен быть именно интегральным и с встроенным фильтром. В принципе, это все относительно современные фотоприемники. Обязательно нужно брать фотоприемники одинаковые, настроенные на одну и ту же частоту, потому что светодиоды работают от одного общего мультивибратора, и, поэтому, выполнить отдельно настройку частоты модуляции ИК-излучения для каждого фотоприемника в отдельности не возможно.
Реле использовано очень старое, от старого телевизора с разборки, но вполне можно применить и более современный вариант, например, реле для автосигнализации или другое. Сейчас в продаже обычно есть очень большой выбор реле с обмоткой на 12V.
По транзисторам, - согласен на все возможные замечания, да, КТ604А здесь не совсем уместен. Ведь это высоковольтный транзистор средней мощности, то есть, мощность-то у него достаточна, а вот максимальный ток маловат. Лучше поставить КТ815 или КТ817, просто на схеме поставлены такие транзисторы какие были в наличии, хотя это и не лучший вариант.
Монтаж сейчас проще всего сделать на макетной печатной плате. Сейчас эти платы не редкость в продаже, да и по цене не намного дороже куска текстолита
такого же размера. Фотоприемники и светодиоды установлены за пределами платы, - в местах, где они должны работать. Удобнее всего для каждого из фотоприемников сделать отдельную небольшую плату (отрезать куски от большей макетной платы), а сами платы использовать как элементы крепления. Это касается и светодиодов. В платах просверлены отверстия для привинчивания их шурупами к деревянной поверхности.
Частоту мультивибратора D1.1-D1.2 лучше всего установить при помощи частотомера. По маркировке (или справочным данным) фотоприемника определяете резонансную частоту настройки его встроенного фильтра (обычно она лежит в пределах 33-38 кГц, но бывают фотоприемники и с частотами на 27 кГц и на 48 кГц). Затем, заменяете резистор R1 переменным с сопротивлением с запасом (где-то 20 кОм). Устанавливаете его в положение максимального сопротивления, подключаете к выходу мультивибратора частотомер, включаете питание, и регулировкой этого резистора устанавливаете нужную частоту.
Остальное налаживание сводится только к выбору пространственного положения плат с фотоприемниками и плат с светодиодами, а так же, в регулировке чувствительности датчика подбором сопротивления R3.
РК 04-2015

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR