Infrarotbarriere

Wie Sie wissen, gibt es neben dem sichtbaren Lichtspektrum auch Infrarotstrahlung, die vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen wird. Es wird häufig in Fernbedienungen verwendet, um verschiedene Befehle zu übertragen. Eine interessante Tatsache ist, dass es zum "Sehen" von Infrarotlicht ausreicht, das Objektiv der Digitalkamera auf den IR-Sender der Fernbedienung zu richten und die Tasten darauf zu drücken. Gleichzeitig wird ein Leuchtpunkt auf dem Kamerabildschirm sichtbar - dies funktioniert als Infrarot-LED.
IR-Strahlen in der Elektronik ermöglichen es, ein so interessantes Gerät namens Infrarotbarriere zu schaffen. Es besteht aus zwei Teilen - einem Sender und einem Empfänger. Der Sender ist eine normale IR-LED, die ein Paket von Impulsen empfängt. Der Empfänger erfasst und erkennt diese Impulspakete kontinuierlich. Wenn eine freie sichtbare Verbindung zwischen dem Empfänger und dem Sender besteht, d.h. das licht "erreicht" frei den empfänger, am ausgang wird eine logische null gesetzt. Sobald jedoch ein Fremdkörper im Empfangsbereich auftaucht, wird die Verbindung sofort unterbrochen und der Empfänger signalisiert dies. Eine solche Barriere kann vor allem bei Sicherheitsalarmen eingesetzt werden, da die IR-Strahlung mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.
Der Vorteil dieser speziellen Schaltung besteht darin, dass die Infrarot-LED darin nicht kontinuierlich leuchtet, sondern pulsiert. Erstens verlängert es die Lebensdauer der LED selbst und verringert den Stromverbrauch, und zweitens ist es ein gutes Mittel zum Schutz vor Fehlalarmen, sodass die Schaltung auch auf der Straße sicher verwendet werden kann, wenn direktes Sonnenlicht in den Empfänger eintritt.

Senderschaltung

Die Sendeschaltung basiert auf dem dualen integrierten Timer NE556, der Impulse für die emittierende LED1 erzeugt, während der Widerstand R2 die Strahlungsleistung einstellt. Alle anderen Elemente des Stromkreises müssen unbedingt der angegebenen Nennleistung entsprechen, um die gewünschte Frequenz des Generators zu erreichen. D1 - jede Diode mit geringer Leistung, z. B. 1N4148, 1N4007, KD521.

Empfängerschaltung

Die Schlüsselverbindung in der Schaltung ist ein spezieller IR-Signalempfänger, der als TSOP (Temic Semiconductors Opto Electronics Photo Modules) bezeichnet wird. Sie können es auf jedem Fernseher finden, der eine Fernbedienung hat. Geeignet ist hier jeder für eine Frequenz von 36 kHz ausgelegte Empfänger, z. B. TSOP1736. Dieser Empfänger steuert das Gate des Feldeffekttransistors VT1. Weil Liegt das Ausgangssignal des Empfängers bei ca. 5 Volt, so muss der Transistor mit logischer Steuerung beaufschlagt werden, beispielsweise IRL520 oder ein beliebiges anderes aus der IRL-Serie. In extremen Fällen können Sie das übliche Feld einfügen, z. B. IRF540, IRF740, IRF630, es wird jedoch nicht vollständig geöffnet. LED1 zeigt den Ausgangsstatus der Schaltung an. Wenn die sichtbare Verbindung zwischen Empfänger und Sender nicht unterbrochen ist, ist die Ausgangsspannung Null, LED1 ist aus. Sobald ein Fremdkörper im Versorgungsbereich auftaucht, leuchtet LED1 und die Spannung am Ausgang OUT wird gleich der Versorgungsspannung. In dem Diagramm D1 kann eine 5 Volt Zenerdiode, beispielsweise 1N4733 verwendet werden.

IR-Barriere

Jeder Schaltkreis ist auf einer eigenen Leiterplatte montiert, der TSOP-Empfänger und die IR-LED werden über die Verkabelung ausgegeben. Die Boards werden nach der LUT-Methode hergestellt. Nachfolgend sind einige Fotos des Prozesses dargestellt:
Wie bei jedem elektronischen Gerät werden zuerst kleine Teile auf die Platine gelötet - Widerstände, Dioden. Dann Kondensatoren und danach alles andere. Es wird empfohlen, den Mikrokreis in die Steckdose einzubauen und die Stromkabel bequem über die Klemmenblöcke anzuschließen. Waschen Sie nach dem Löten die Flussmittelreste von der Platine ab und klingeln Sie die Leiterbahnen auf Kurzschluss.

Einrichten und Testen

Nach der Montage können Sie die Platinen mit Strom versorgen. Die Versorgungsspannung beider Stromkreise beträgt 9-12 Volt. Stellen Sie nach dem Einschalten sicher, dass die Spannung an der Kathode der Zenerdiode im Empfängerkreis ca. 5 Volt beträgt. Wenn es höher ist, müssen Sie den Wirkungsgrad der Zenerdiode und des Widerstands R2 prüfen, da sonst der TSOP-Empfänger durchbrennen kann. Nachdem Sie den Sender gestartet haben, können Sie die LED durch das Kameraobjektiv betrachten, sie sollte leicht aufleuchten. Es ist ratsam, die LED in einer Röhre von 3-4 cm Länge zu platzieren, damit das Licht nicht an den Seiten gestreut wird, sondern streng in eine Richtung gerichtet ist.
Jetzt können Sie den Empfänger mit der LED auf den Empfänger richten und sehen, was passiert. Wenn zwischen ihnen eine sichtbare Verbindung besteht, ist die blaue LED aus, dies ist auf dem Foto zu sehen.
Legen Sie nun ein Stück Sperrholz auf den Weg der Infrarotstrahlung, die Verbindung zwischen Empfänger und Sender geht verloren und die blaue LED leuchtet sofort auf.
Sie können mit verschiedenen Materialien experimentieren. Papier und transparenter Kunststoff übertragen Infrarotstrahlung, sodass die IR-Barriere nicht auf sie reagiert. Aber Metall, Holz, die Hand einer Person oder andere dichte Materialien sind ein Hindernis für die Strahlen, wie im Video zu sehen.

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