ИК-датчик препятствий

P. ЭКИМЯН, г. Гюмри, Армения
Одна из задач, которую приходится решать при разработке самодвижущихся бытовых электроприборов (например, роботизированных пылесосов), игрушек (моделей транспортных средств, роботов) и других подобных автоматизированных устройств, — обнаружение и обход препятствий (отдельных предметов, стен, ограждений).

Для обнаружения преград используют контактные и бесконтактные датчики. Первые просты в реализации, но их надёжность невелика из-за подверженности механических контактов влиянию окружающей среды (влаги, пыли), поэтому предпочтение отдают вторым. Наиболее часто применяют датчики, использующие ИК-излучение. Именно таков и предлагаемый датчик. В нём применены фотоприёмник от приёмопередающего ИК-модуля TFDT4500 и ИК-диод, излучение которого модулируется генератором на транзисторах. Максимальная дальность обнаружения препятствий — 0,5 м.
Схема устройства приведена на рис. 1.
 
 Оно состоит из ИК-передатчика и приёмника. Первый представляет собой мультивибратор на транзисторах VT1 и VT3. ИК-диод VD1 включён в коллекторную цепь транзистора VT1 и излучает импульсы с частотой следования около 10 кГц. Приёмник содержит ИК-фотоприёмник В1, выпрямитель по схеме удвоения напряжения на диодах VD2 и VD3, усилитель постоянного тока на составном транзисторе VT2VT4, нагруженный электромагнитным реле К1, и параметрический стабилизатор напряжения R4VD4. Отражённые от препятствия ИК-лучи принимаются фотоприёмником и преобразуются им в электрические сигналы, которые через разделительный конденсатор С1 поступают на выпрямитель. При превышении напряжением на базе транзистора VT2 уровня 1,2... 1,4 В срабатывает реле К1 и контактами К1.1 включает исполнительное устройство. Дальность обнаружения препятствия зависит от мощности излучения ИК-диода VD1, которую регулируют подстроечным резистором R6.
Устройство смонтировано на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 2.
 
 Постоянные резисторы — любые малогабаритные (МЛТ, С2-23, С2-33 или импортные аналоги), подстроечный — 3266W фирмы Bourns или отечественный СПЗ-19а, конденсатор СЗ — оксидный импортный, остальные — керамические КМ, реле К1 -- импортное MAD-S-112-A 12VDC (12В) или любое другое малогабаритное с напряжением срабатывания 10...11 В и контактами, рассчитанными на коммутацию тока нагрузки при её рабочем напряжении. Возможная замена транзисторов 2SC8050 - - из серий КТ3102 (VT1, VT3) и КТ503 (VT2, VT4), диодов 1N4148   КД510А, КД521А—КД521Д,   КД522А,   КД522Б, 1N914    стабилитрона   BZX55C5V1   -любой с напряжением стабилизации, близким 5 В.
Собранное из исправных деталей и без ошибок в монтаже устройство начинает работать сразу после включения питания. Необходимо только подстроечным резистором R6 подобрать мощность излучения ИК-передатчика, достаточную для обнаружения препятствий на заданном расстоянии, и при необходимости отодвинуть излучатель и фотоприёмник друг от друга (если засветка последнего И К-диодом окажется больше отражённого препятствием излучения).
От редакции. Видеоролик, иллюстрирующий работу устройства, имеется по адресу ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/0З/irlocator.zip на нашем РТР-сервере
Радио №3/2014

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