|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ ІЧ лінія зв'язку охоронної сигналізації. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Охорона і безпека Коли прокладання провідних ліній виявляється неможливою, а використання радіо з тих чи інших причин утруднено, під час створення охоронних систем нерідко звертаються до інфрачервоної (ІЧ) техніки. У запропонованій статті описаний ІЧ передавач, який зможе виготовити радіоаматор, який не має великого досвіду в конструюванні таких пристроїв. Великі перешкоди в радіоканалах, дозволених у Росії для охоронних систем (26 945 кГц і 26 960 кГц), легкість їхнього блокування, різні адміністративно-фінансові перешкоди, що виникають під час використання радіо у пристроях охоронної сигналізації, змушують шукати інші засоби бездротового зв'язку. З появою напівпровідникових випромінювачів, здатних генерувати потужні інфрачервоні спалахи, така можливість стала реальністю. На рис. 1 показана схема ІЧ передавача. На елементах DD1.1 та DD1.2 зібрано тактовий генератор, що працює на частоті 32 Гц. DD768 - лічильник, на виході якого 3 присутні імпульси з частотою 11 Гц, а на виході 16 - 14 Гц. Елементи DD2-DD2.1 утворюють перемикач. На його виході (DD2.4) з'являються імпульси із частотою 2.4 або 2 Гц залежно від рівня напруги на виведенні 16 елемента DD5.
У черговому режимі петля охорони замкнута та на виведенні 5 DD2.1 – низький рівень. Високий рівень виходу елемента DD2.2 дозволяє проходження імпульсів частотою 2 Гц через елемент DD2.3. На виході DD2.1 також високий рівень, тому імпульси йдуть через елемент DD2.4. При обриві петлі охорони на виведенні DD5 2.1 виникає високий рівень і імпульси з частотою 16 Гц проходять через цей елемент. На виході елемента DD2.2 низький рівень, тому проходження імпульсів через DD2.3 заборонено. На виході DD2.3 – високий рівень, та імпульси частотою 16 Гц проходять через елемент DD2.4. Ланцюг Р1С1 усуває вплив наведень на петлю охорони. Диференціюючий ланцюг Р5C3 і елементи DD1.4-DD1.6 формують з меандру, що надходить з виходу DD2.4, короткі імпульси тривалістю 10 мкс. Виникає в колекторному ланцюгу транзистора VT1 струм збуджує ІЧ діод ВI1, і простір випромінюються короткі ІЧ спалахи. Отже, передавач завжди щось випромінює: або поодинокі імпульси, якщо підстав для тривоги немає, або часті в режимі тривоги. Найважливішим параметром ІЧ передавача, як будь-якого елемента охоронної техніки, є його економічність у черговому режимі. У табл. 1 показана залежність струму, споживаного передавачем, Iпотр від напруги джерела живлення Uпит. У режимі передачі тривожного сигналу Iпотр зростає приблизно 10%.
Невелике енергоспоживання дозволяє ввести резервне джерело живлення безпосередньо в корпус передавача без збільшення його габаритів. Це можуть бути, наприклад, шестивольтні батареї GР11А, Е11А (діаметром 10,3 та висотою 16 мм) або GР476А, КS28, К28L. (Діаметром 13 і висотою 25 мм) та ін. Тривалість безперервної роботи з таким джерелом складе кілька сотень годин. Показана у табл. 1 залежність струму через ІЧ діод Iімп від напруги живлення дозволяє судити про потужність ІЧ спалахів, випромінюваних передавачем, і відповідно про його "дальнобійність". Друковану плату передавача виготовляють із двостороннього фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм. На рис. 2,а показана конфігурація провідників, але в рис. 2,б дано розміщення деталей. Фольга з боку деталей (вона показана синім кольором) використана лише як загальний дроти. Місця підпаювання до неї висновків резисторів, конденсаторів та ін. показані зачорненими квадратами, а з'єднання "заземлюваних" висновків мікросхем або позиції дротяних перемичок - квадратами зі світлими точками в центрі.
У центрі плати свердлять отвір під ІЧ діод, його висновки припаюють до відповідних розширень на друкованих провідниках внакладку. Конденсатори С1, С2, С5 - типу КМ-6 (висновки в один бік), а C3 - КМ-5а (висновки в різні боки). Електролітичні конденсатори С4 та С6 – будь-яких типів, проте діаметр конденсатора С6 повинен бути не більше 10 мм. Усі резистори -МЛТ-0,125. Наявні у продажу ІЧ діоди призначені для роботи в пристроях дистанційного керування побутовими радіоапаратами і мають досить широку діаграму спрямованості - до 25...300. Для збільшення "дальнобійності" такого випромінювача слід застосувати лінзу-конденсор (рис. 3). Тут: 1 – друкована плата; 2 - ІЧ діод; 3 - корпус передавача (ударостійкий полістирол товщиною 2...2.5 мм); 4 - обойма стандартної п'ятикратної годинної лупи (на ній має бути значок "х5"); 5-лінза. Лупу приклеюють до передньої стінки корпусу, в якій зроблено отвір діаметром 30...35 мм. Клей - розчинені в розчиннику 647 шматочки полістиролу. Їм клеють і сам корпус. При зазначеній на кресленні відстані між основою лупи і друкованою платою ІЧ діод виявляється приблизно у фокусі лінзи і випромінювання передавача стискується у вузький пучок. Це збільшує потужність ІЧ сигналу на іншому кінці лінії зв'язку.
Розміщуючи передавач, потрібно пам'ятати про дуже вузьку діаграму спрямованості його випромінювання - вузол кріплення повинен дозволити точне наведення передавача і жорстку фіксацію його в кращому положенні. Можна скористатись, наприклад, шарнірною головкою від фотоапарата чи кінокамери, встановивши її на стіні, рамі вікна тощо. А можна виконати цей вузол так, як показано на рис. 4. Вузол кріплення складається з відрізка мідного дроту діаметром 1,5...2,5 мм з припаяними на кінцях латунними кружками (це можуть бути, наприклад, старі п'ятикопійкові монети). Один з них кріплять гвинтами до бічної стінки випромінювача (різьблення - у стінці), інший - до опори. Дріт згинають так, щоб випромінювач зайняв потрібне положення. Щоб уникнути значних вібрацій, дріт повинен бути більш коротким.
Випробування показали, що з напрузі живлення 6 В передавач здатний забезпечити зв'язок з відривом 70 м. Але це межа. Залежність відстані р від струму Iімп за інших рівних умов має вигляд: r=KVIімп де К - коефіцієнт, що враховує "інші умови". Таким чином, при Uпіт=10 r=100 м. Струм в ІЧ діоді може бути збільшений і підбором резистора R7: Iімп=(Uпіт-4)/R7. Але робити це потрібно з обережністю: у будь-якому поєднанні Uпит і R7 амплітуда струму в ІЧ діоді не повинна перевищувати 2 А, щоб уникнути його пошкодження. На жаль, максимально допустиме значення імпульсного струму в ІЧ діодах доводиться встановлювати експериментально, як правило, у довідковій літературі ця інформація відсутня. Значного збільшення потужності ІЧ імпульсів можна досягти, застосувавши ІЧ діод типу АЛ123А і перебудувавши "сильноточну" частину підсилювача так, як показано на рис. 5.
У цьому випадку може бути отриманий струм імпульсу Iимп=10 А - допустимий для ІЧ діода типу АЛ123А. Резистор R4 - саморобний, намотаний із дроту з високим питомим опором. Довжину дроту визначають за цифровим омметром або відповідно до табл. 2.
Амплітуду та форму струму, що збуджує ІЧ діод, контролюють, підключивши осцилограф до резистора R4. Випромінювальну головку можна виготовити у вигляді окремого блоку. Друкована плата потужного підсилювача показано на рис. 6.
Всі інші елементи ІЧ випромінювача можуть увійти в електронну частину охоронної системи як фрагмент, пов'язаний з ІЧ головкою трипровідним кабелем. Принципова схема ІЧ приймача показано на рис. 7. Мікросхема DА1 перетворює імпульси струму, що виникають у фотодіоді ВL-1 під дією ІЧ спалахів, імпульси напруга. Одновібратор, виконаний на елементах DD1.1 та DD2.1, розширює цей імпульс до tф1 = 5 мс (tф1 - R2С5). Одновібратор DD1.3, DD2.3 формує імпульс тривалістю tф2= 1.5 з ( tф2~ R4С6), що дозволяє безперешкодний підрахунок імпульсів лічильником DD3 лише цьому часовому інтервалі. На елементах DD2.5 та DD2.6 зібраний звуковий генератор.
Приймач активізується фронтом першої ж ІЧ спалаху. Запускаються одновібратор DD1.1, DD2.1, а також одновібратор DD1.3, DD2.3. Одночасно ланцюг DD2.2С7R6 формує на вході R лічильника DD3 імпульс (його тривалість tR = 7 мкс, tR - R6С7). встановлює лічильник у нульовий стан Як тільки відпрацює одновібратор DD1.1, DD2.1, на виході елемента DD1.1 виникне низький рівень і на лічильник DD3 надійде перший лічильний імпульс. Якщо на фотоприймач надходять імпульси, що йдуть з частотою 2 Гц (з такою частотою, нагадаємо, слідують ІЧ спалаху в черговому режимі), то на виході 4 лічильника DD3 зберігається низький рівень, оскільки фронтом четвертого імпульсу (він з'явиться через 0,5x4 = 2 с - по закінченні роздільної здатності рахунок інтервалу tф2 = 1.5 с) DD3 буде повернуто в передстартовий стан (діаграма 4 на рис. 8). По-іншому поводиться приймач, якщо на нього приходять ІЧ імпульси, період прямування яких дорівнює 62,5 мс, тобто сигнал тривоги Оскільки чотири періоди по 62,5 мс -це 250 мс, що значно менше інтервалу tф2 = 1,5, 3, то четвертий імпульс переведе лічильник DD4 в стан "5" (високий рівень на висновку 1.2). Лічильник у цьому стані заблокується (через низький рівень на виході DD1), увімкнеться світлодіод НL1,25 і звуковий генератор видаватиме переривчастий сигнал. Це продовжуватиметься приблизно 0,25 с, після чого виникне XNUMX-секундна пауза і тривожна сигналізація повториться.
При обриві зв'язку приймач поводиться інакше. Якщо протягом приблизно 1,5 с приймач не виявляє ІЧ спалаху, конденсатор С8 розряджається ланцюгом VD6R11DD2.3. Транзистор VТ1 входить у насичення, напруга на резисторі R8 зростає до напруги живлення, на виході DD1.4 встановлюється низький рівень, звуковий генератор випромінює тональний сигнал частотою 1 кГц. З появою першої ж ІЧ спалаху конденсатор С8 швидко зарядиться по ланцюгу R10VD5, тональний сигнал припиниться і приймач приступить до аналізу сигналів, що надходять. Друковану плату приймача (рис. 9) виготовляють із двостороннього фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм.
Фотоголовку ІЧ приймача (фотодіод ВL1, мікросхема DА1 та ін), що має високу чутливість до електричних наведень у широкому спектрі частот, необхідно екранувати Екран виготовляють з жерсті, його розкрій показаний на рис. 10.
Місця згинів показані штриховими лініями. Зігнутий екран пропаюють у кутах і, встановивши в потрібному положенні на плату, припаюють до неї в двох-трьох точках. Зовнішній вигляд ІЧ приймача показано на рис. 11.
Конструктивно приймач може бути виконаний так, як показано на рис. 12.
Тут: 1 - корпус приймача (чорний полістирол завтовшки 2...215 мм): 2 - обойма семиразової ручної лупи (ручка зрізана); 3 – її лінза; 4 – друкована плата; 5 – фотодіод. Обойму лупи приклеюють до передньої стінки корпусу, що має отвір діаметром близько 35 мм (клейрозчинені в розчиннику 647 шматочки полістиролу). Це сконцентрує світловий потік, що надходить на фотодіоді і значно збільшить чутливість фотоприймача до слабких сигналів. У корпусі потрібно передбачити місце розміщення пьезоизлучателя ВF1 і світлодіода НL1. До вузла кріплення приймача пред'являються ті ж вимоги, що і до кріплення передавача: має бути забезпечене зручне наведення та надійна фіксація у кращому положенні. Якщо за умовами зв'язку ІЧ приймач повинен бути винесений на вулицю (для зв'язку, наприклад, з автомобілем, що стоїть біля торця будинку), то щоб уникнути бічних засвіток від сторонніх джерел, здатних зменшити чутливість, на лінзу-об'єктив потрібно насунути бленду. Це може бути, наприклад, зачорнений усередині відрізок пластикової або металевої туби довжиною 100...150 мм, що має відповідний внутрішній діаметр. Повинні бути вжиті в такому випадку і заходи щодо вологозахисту всієї конструкції. Пристрої оповіщення (п'єзовипромінювач, світлодіод) та джерело живлення залишають, звичайно, у приміщенні. Але у "всепогодному" виконанні краще скласти ІЧ приймач з двох частин: зовнішньої, у вологозахищений корпус-бленду якої поміщають лише об'єктив і фотоголовку, і внутрішньої - з усім іншим. Ці частини пов'язують тонким трипровідним кабелем. При необхідності приймач може бути доповнений акустичним випромінювачем більшої потужності, наприклад динамічної головкою, включеної так, як показано на рис. 13, або п'єзосиреною АСТ-10 (рис. 14). П'єзосирена зберігає достатню потужність і при зниженій напрузі живлення (для випромінювання нею номінальних 110 дБ напруга живлення цього вузла має бути підвищена до 12 В).
Як показали попередні випробування, протяжність ІЧ лінії зв'язку з такими приймачем і передавачем досягає 70 м. Істотне її збільшення може дати перехід на оптику, що настроюється - якщо замість нерухомих лінз з їх приблизним фокусуванням використовувати об'єктиви від старих фотоапаратів з наведенням на різкість. Кут розходження променів в об'єктиві ІЧ передавача, його так звана апертура, має бути не менше 25...300 за пелюсткою ІЧ діода, тоді об'єктив використовує його випромінювання повністю. У приймачі важливіший діаметр об'єктива - з його збільшенням зростає відстань, з якої можна зафіксувати ІЧ спалах випромінювача. "Далекобійність" передавача може бути збільшена ще в 1,5...2 рази і більше за рахунок збільшення яскравості ІЧ спалаху. З іншого боку, в лініях зв'язку, що не перевищують 20...25 м (автомобіль або "черепашка" під вікнами трьох-чотириповерхового будинку, будинок з іншого боку вулиці тощо), оптика може не знадобитися взагалі, принаймні в ІЧ приймачі. Автор: Ю.Виноградов, м.Москва
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ Гаджет Fidget Cube відучить від шкідливих звичок ▪ Виявлено чужорідну зірку в Чумацькому Шляху ▪ Фінляндія запустить у космос дерев'яний супутник ▪ Електричний підводний човен Super Sub ▪ Тривимірний екран на водяній парі
▪ Розділ сайту Життя чудових фізиків. Добірка статей ▪ стаття Де стіл був наїдків, там труна стоїть. Крилатий вислів ▪ стаття Скільки нагород за життя отримав Ленін? Детальна відповідь ▪ стаття Водій тролейбуса. Посадова інструкція ▪ стаття Терморегулятор для теплиць. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Приставка для паяльника. 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