|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Інфрачервоний датчик присутності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Охорона і безпека Пропонований пристрій призначений для охорони приміщень. Тривожний сигнал зазвучить у тому випадку, якщо в приміщенні, що охороняється, буде виявлено рухомий або нерухомий об'єкт, відсутній в момент включення пристрою. Найчастіше в охоронних системах використовують безконтактні датчики контролю ближньої зони. Це – простір біля дверей, частина коридору, сходового маршу, стіл, сейф тощо. Зазвичай такі завдання вирішують засобами високочастотної техніки. Датчиком можуть бути LC-генератор, що засмучується при наближенні сторонніх об'єктів, високочастотний міст, що втрачає баланс, і ін. Але є й інші засоби. На рис. 1 показана схема приладу, що формує короткі інфрачервоні (ІЧ) імпульси і приймає їх відображення від об'єкта, що з'явився поблизу. Тут ВI1 - ІЧ діод, періодично збуджуваний імпульсами струму, амплітуда яких Iимп = (Uпіт-3,5) / R5 може багаторазово перевищувати середнє допустиме значення. Тривалість цих імпульсів tимп = 0,7 R3C2 = 10 мкс, а період проходження Т = 1,4 R2C1 = 0,2 с.
Відбитий ІЧ імпульс потрапляє на фотодіод BL1. Після посилення та обмеження мікросхемою DA1 він надходить на один із входів елемента DD2.1 (вив. 13). Якщо відбитий імпульс збігаєтеся випромінюваним (імпульс, що збуджує ІЧ діод, надходить на вив. 12 DD2.1), то на виході DD2.1 виникає короткий ( Так прилад "озвучує" відбиті ІЧ імпульси. Серія таких імпульсів трансформуватиметься ним у тривожно звучну послідовність, наступну з частотою ІЧ імпульсів. У табл. 1 показані дальність виявлення людини (Dчел) і стіни (Dст) залежно від струму в ІЧ діоді (IVI1), тобто від опору резистора R5. Вимірювання були проведені при напрузі живлення 6 В. Мінімальне значення Dчел відповідає людині темному халаті.
Пристрій зібрано на друкованій платі із двосторонньо фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм (рис. 2). Фольга під деталями використана лише як загальний дроти. Сполуки з нею висновків резисторів, конденсаторів та ін. показані чорними квадратами. Чорними квадратами зі світлою точкою в центрі показані висновки мікросхем і оксидних конденсаторів, які повинні бути з'єднані із загальним проводом і при цьому проходити крізь плату. У фользі в місцях пропуску провідників повинні бути витравлені захисні кружки діаметром 2...2,5 мм (на рис. 2 не показані). Фольга повинна бути знята під транзистором VT1, який кріплять до плати гвинтом М3.
Передня панель приладу, на яку встановлюють фотодіод та інфрачервоний світлодіод, має розміри 92x32x3 мм. Її виготовляють із чорного ударостійкого полістиролу (рис. 3). У місцях установки ІЧ діода та фотодіода вона повинна мати потовщення (зверху та знизу на панель наклеюють кільця з того ж полістиролу), які мають ізолювати їх оптично.
Повністю змонтовану плату встановлюють передню панель так, як показано на рис. 3: до трьох стійк висотою 14 мм, приклеєним до панелі (на малюнку показана лише одна), плату кріплять гвинтами М2. Щоб уникнути підсвічування фотодіода з боку висновків "донні" частини ІЧ діода та фотодіода заклеюють кружками чорної ізоленти. До мікросхеми DA1 входить високочутливий підсилювач, тому її потрібно екранувати. Екран згинають із жерсті у вигляді відкритої коробки розмірами 32x16x10 мм. Її пропаюють у кутах, в "даху" роблять отвір під фотодіод, низ вирівнюють широким напилком з дрібним насіканням і припаюють до фольги плати в положенні, показаному на рис. 2 штриховою лінією. Якщо потрібно заекранувати і фотодіод, його поміщають у тонкостінну металеву трубку відповідного діаметра та довжини, яку припаюють безпосередньо до коробки-екрана. Правильно зібраний пристрій зазвичай відразу починає працювати в режимі тривоги – стеля, стіни, меблі дають цілком достатній відбитий сигнал. Але якщо воно продовжує звучати і покладене "обличчям" на стіл, потрібно буде виявити і ліквідувати шляхи проникнення ІЧ випромінювання на фотодіод усередині самого приладу. Після цього залишиться визначити "далебійність", що вийшла, і виставити потрібну підбором резистора R5. Іноді така безпосередня реакція приладу, що озвучує кожен відбитий імпульс, не обов'язкова. На рис. 4 показана частина схеми пристрою, яку потрібно змінити, щоб тривожний сигнал формувався лише при проходженні компактної групи відбитих сигналів.
Сигнал тривоги прозвучить лише в тому випадку, якщо на вхід CP лічильника DD3.1 надійдуть чотири відбиті імпульси. Але це відбудеться на тимчасовому інтервалі тривалістю 16Т (3,2 с), оскільки спадом кожного шістнадцятого імпульсу генератора, що задає, лічильник DD3.1 повертається в нульовий стан (імпульс скидання тривалістю 20 мкс формується на виході елемента DD2.2). Тобто, якщо на одному з таких часових інтервалів датчик зафіксує чотири відбиті імпульси, він включить тривожну сигналізацію. Час її звучання – tTp<2,4 с (12Т). Якщо об'єкт не вийде із зони контролю, сигнал тривоги повториться. З'єднання виходу елемента DD2.2 з входом лічильника R DD3.2 необхідне для надійного скидання при включенні живлення. Пристрій може увійти в охоронну систему як один з її датчиків. Для неї буде цікавий лише сигнал, що виникає на виході елемента DD2.1. У табл. 2 показані залежності струму, споживаного ІЧ сенсором в черговому режимі (Ідеж), струму, що споживається ним в режимі тривоги (Iтр), а також потужності тривожного сигналу (Ртр) від напруги джерела живлення (Uпіт) при опорі динамічної головки НА1 25 Ом та R5 =16 Ом.
Відбиття від стін, стелі, меблів та ін. при невдалому розміщенні пристрою всередині приміщення можуть залишити в побудованому захисті чималі "дірки", а то й повністю заблокувати його роботу. Так, якщо датчик з R5=16 Ом буде встановлений у коридорі шириною 3,2 м у позиції 1 (див. рис. 5, а), то у дальньої стіни коридору залишиться неконтрольований прохід шириною не менше 1,6 м. Але якщо датчик встановити в позиції 2, то пройти у двері непоміченим не вдасться. Оскільки тут він " світить " вздовж коридору, то, не побоюючись відбитків, потужність випромінювання можна збільшити (позиція 3 на рис. 5, а).
Для контролю сходового проходу (рис. 5 б) резистор R5 підбирають так, щоб датчик перестав реагувати на відбиття від протилежної стіни. А оскільки Dчел>0,5Dст (див. табл. 1), людина, що проходить по ближньому маршу сходів, буде помічена. У отворі воріт (самих воріт може і не бути) пристрій встановлюють так, як показано на рис. 5, ст. Для того щоб запобігти відображенню ІЧ імпульсів від протилежного стовпа, потрібно трохи повернути пристрій у двір (отже датчик не буде реагувати на перехожих). Навіть мінімальний Dст, вказаний у табл. 1, може виявитися надмірним, якщо під контроль ставляться тісний прохід, лаз, кабельний коридор, повітропровід тощо. Але зменшення Dст (відповідно і Dчел) - не проблема: потрібно лише збільшити опір резистора R5. За необхідності "дальнобійність" датчика можна збільшити. На рис. 6 показана схема генератора ІЧ імпульсів підвищеної потужності. З тим же ІЧ діодом АЛ 156В Dчол і Dст зросте в 1,5 ... 2 рази, а з ІЧ діодом АЛ123А - в 2,5 ... 3 рази.
Діаграма спрямованості датчика залежить від діаграми випромінювання ІЧ діода, чутливості фотодіода і від того, наскільки і той і інший "втоплені" у своїх гніздах. Усі складові приладу – сам датчик, джерело живлення та динамічна головка – можуть бути об'єднані в єдину конструкцію. Але якщо сигнал тривоги не повинен бути загальним, динамічну головку та джерело живлення виносять в інше приміщення та пов'язують їх із платою трипровідною лінією. Автор: Ю.Виноградов
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ Кільця дерев розповіли про причину перемог Чингісхана ▪ Час на Землі тече по-різному ▪ Сита жінка стає романтичнішою ▪ Золотий скарб у долині троянд ▪ Нові MOSFET OptiMOS 5 із двостороннім охолодженням
▪ розділ сайту Радіоелектроніка та електротехніка. Добірка статей ▪ стаття Епіктет. Знамениті афоризми ▪ стаття Як виникла державна цивільна служба? Детальна відповідь ▪ стаття Апаратник очищення стічних вод. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Пристрій захисту динаміків на мікросхемах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття SMD-транзистори. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page