Активный оптический инфракрасный датчик

Рейтинг пользователей: / 3
ХудшийЛучший 
Проекты - Автоматика

ГлазкиУстройство по своей функции представляет из себя инфракрасный локатор.

Излучаемые им пачки импульсов с частотой около 38 кГц отражаются от поверхности приближающегося объекта и принимаются его же фотоприёмником.

Устройство помехоустойчиво к посторонним излучениям и распознаёт селективно только собственные излучаемые импульсы, в результате чего на выходе устройства появляется или логический «ноль», или логическая «единица».

Устройство может работать в режиме «фотобарьера», т.е. на принципе пересечение луча между фотоприёмником и излучателем, если расположить их вдоль одной оси напротив друг друга.

Схема
В режиме локатора устройство можно применить, например, в качестве датчика «электрического полотенца», т.е. для включения фена при приближении рук в зону, куда направлен будет тёплый поток воздуха. Можно использовать как бесконтактный дистанционный датчик верхнего уровня в наполняемой ёмкости, причем как для сыпучих материалов, так и различных жидкостей. Если использовать датчик в качестве «фотобарьера» (на срабатывание от пересечение луча) то релейный выход  OUT_1  будет инверсным: когда луч не пересечён - на выходе будет логическая «единица», если пересечён - логический «ноль».

Основу прибора составляет 8-ми разрядный микроконтроллер семейства AVR фирмы ATMEL ATtiny13 с выбранной тактовой частотой внутреннего RC генератора 4,8 мГц (как выставить фьюзы при программировании через программатор PonyProg, показано на картинке).

Фьюзы
ДатчикТак же понадобится IR-фотоприёмник в интегральном исполнении типа TSOP1738 с наибольшей чувствительностью в районе 38 кГц, или фотоприёмники других производителей, но так же с максимальным усилением в полосе частот 38 кГц. Я пробовал применять фотоприёмники разных типов с разных плат телевизоров, все они работали в этой схеме удовлетворительно. Светодиод HL1 - любой инфракрасного спектра излучения (такие применяются в пультах ДУ). При желании можно сделать регулятор расстояния до объекта, добавив переменный резистор порядка 1 ком последовательно с резистором R5, им можно будет добиваться уменьшения зоны чувствительности прибора. Реле Rel_1 - любое на 12 вольт с током включения 15 ма и с контактами, рассчитанными на ток предполагаемой нагрузки. Если релейный выход не нужен, то элементы Т2, Rel_1, R6 и VD2 из схемы можно исключить, а о срабатывании устройства судить по состоянию светодиода индикатора HL2.

В качестве выходного транзистора инфракрасного излучателя VT1 применён полевой N-канальный транзистор, причем желательно с такими характеристиками, чтобы он открывался полностью от TTL-уровня, который мы получаем на выходе микроконтроллера (такие транзисторы можно найти на неисправных материнских платах). Я применил IRFR024N. Вместо полевого транзистора можно применить и биполярный транзистор NPN-структуры средней мощности, например, зарубежный 2SC1213 или отечественный КТ503, подав на его базу сигнал с 5-й ножки микроконтроллера через резистор 1 ком. Микросхема стабилизатора напряжения - 78L05, можно применить 7805 или отечественную КР142ЕH5 с напряжением стабилизации 5 вольт. Питается устройство от +12 вольт и потребляет ток приблизительно 60 ма (с разными элементами схемы ток потребления разный).

Оптика
Чем мощнее сигнал излучателя, тем дальше схема будет распознавать объект. Правильная работа схемы во многом зависит от оптического оформления конструкции излучателя и расположения фотоприёмника: надо принять меры для хорошего экранирования фотоприёмника от засветки непосредственно излучателем. Я применял трубку из алюминиевой фольги диаметром 6 мм и длиной 5 см, изолировав внутреннюю поверхность, чтобы избежать случайного замыкания выводов светодиода. Внутрь этой трубки поместил инфракрасный светодиод.

К проекту прилагаются три варианта прошивок для срабатывания датчика с разного расстояния (с номером 3 самая «дальнобойная»).

Владимир Науменко,
г. Калининград.

Файлы для загрузки:
ФайлОписаниеРазмер файла
Скачать файл (hex.zip)hex.zipАрхив с тремя вариантами прошивок разной дальнобойности1 Kb
Скачать файл (pictures.zip)pictures.zipАрхив со схемой в формате Splan 7 и дополнительными рисунками6 Kb
 Обсудить на форуме (1 комментариев).



Комментарии
Статистика
Просмотров:
mod_vvisit_counterСегодня2410
mod_vvisit_counterВчера5916
mod_vvisit_counterНа этой неделе2410
mod_vvisit_counterНа прошлой неделе27704
mod_vvisit_counterВ этом месяце84162
mod_vvisit_counterЗа все время16102744

Ваш IP: 54.162.154.91
 , 
23 Окт. 2017