Hàng rào hồng ngoại

Như bạn đã biết, ngoài phổ ánh sáng khả kiến, còn có bức xạ hồng ngoại mà mắt người không cảm nhận được. Nó thường được sử dụng trong các điều khiển từ xa để truyền các lệnh khác nhau. Một sự thật thú vị là để "nhìn" ánh sáng hồng ngoại, chỉ cần đưa ống kính của máy ảnh kỹ thuật số vào bộ phát hồng ngoại của điều khiển từ xa và nhấn các phím trên nó là đủ. Đồng thời, một chấm sáng sẽ hiển thị trên màn hình camera - cái này hoạt động như một đèn LED hồng ngoại.
Tia hồng ngoại trong thiết bị điện tử cho phép tạo ra một thiết bị thú vị như vậy gọi là hàng rào hồng ngoại. Nó bao gồm hai phần - một máy phát và một máy thu. Máy phát là một đèn LED IR thông thường, nhận một gói xung. Máy thu liên tục chụp và phát hiện các gói xung này. Khi có một kết nối có thể nhìn thấy miễn phí giữa người nhận và người phát, tức là ánh sáng tự do "chạm tới" máy thu, một số 0 logic được đặt ở đầu ra. Nhưng ngay khi một vật thể lạ xuất hiện trong vùng phủ sóng, kết nối sẽ bị ngắt ngay lập tức và máy thu báo hiệu điều này. Có thể sử dụng một rào cản như vậy, trước hết, trong các báo động an ninh, bởi vì bức xạ hồng ngoại không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Ưu điểm của mạch đặc biệt này là đèn LED hồng ngoại trong nó không phát sáng liên tục mà phát xung. Thứ nhất, nó giúp kéo dài tuổi thọ của đèn LED và giảm mức tiêu thụ hiện tại, và thứ hai, nó là một phương tiện bảo vệ tốt chống lại báo động giả, do đó, mạch có thể được sử dụng an toàn ngay cả trên đường phố, khi ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào máy thu.

Mạch phát

Mạch phát dựa trên bộ định thời tích hợp kép NE556, tạo ra các xung cho LED1 phát ra, trong khi điện trở R2 đặt công suất bức xạ. Tất cả các yếu tố khác của mạch phải tuân thủ nghiêm ngặt định mức được chỉ định để tuân thủ tần số mong muốn của máy phát. D1 - bất kỳ diode công suất thấp nào, ví dụ: 1N4148, 1N4007, KD521.

Mạch thu

Liên kết chính trong mạch là một bộ thu tín hiệu IR đặc biệt, được chỉ định là TSOP (Temic S bán dẫn Opto Electronics Photo Modules). Bạn có thể tìm thấy nó trên bất kỳ TV nào có điều khiển từ xa. Bất kỳ máy thu nào được thiết kế cho tần số 36 kHz, ví dụ, TSOP1736, đều phù hợp ở đây. Bộ thu này điều khiển cổng của bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1. Bởi vì tín hiệu đầu ra của máy thu khoảng 5 volt, sau đó bóng bán dẫn phải được áp dụng với điều khiển logic, ví dụ, IRL520 hoặc bất kỳ loại nào khác từ loạt IRL. Trong trường hợp cực đoan, bạn có thể đặt trường thông thường, ví dụ: IRF540, IRF740, IRF630, nhưng nó sẽ không mở hoàn toàn. LED1 cho biết trạng thái đầu ra của mạch. Khi kết nối có thể nhìn thấy giữa máy thu và máy phát không bị hỏng, điện áp đầu ra bằng 0, LED1 tắt. Ngay khi một vật thể lạ xuất hiện trong vùng phủ sóng, LED1 sẽ sáng lên và điện áp ở đầu ra OUT trở nên bằng với điện áp cung cấp. D1 trong sơ đồ là một diode zener 5 volt, ví dụ, có thể sử dụng 1N4733.

Lắp ráp hàng rào IR

Mỗi mạch được lắp ráp trên bảng mạch in riêng, bộ thu TSOP và IR LED là đầu ra trên hệ thống dây. Các bảng được làm theo phương pháp LUT, một vài hình ảnh của quá trình được trình bày dưới đây:
Như với bất kỳ thiết bị điện tử nào, các bộ phận nhỏ đầu tiên được hàn lên bảng - điện trở, điốt. Sau đó, tụ điện, và sau khi mọi thứ khác. Nên cài đặt vi mạch trong ổ cắm và kết nối dây nguồn để thuận tiện thông qua các khối đầu cuối. Sau khi hàn, rửa sạch các chất cặn từ bảng, đổ chuông cho ngắn mạch.

Cài đặt và thử nghiệm

Sau khi lắp ráp, bạn có thể cung cấp năng lượng cho các bảng. Điện áp cung cấp của cả hai mạch là 9-12 volt. Sau khi bật, đảm bảo rằng điện áp ở cực âm của diode zener trong mạch thu là khoảng 5 volt. Nếu nó cao hơn, bạn cần kiểm tra hiệu quả của diode zener và điện trở R2, nếu không bộ thu TSOP có thể bị cháy. Sau khi ra mắt máy phát, bạn có thể nhìn vào đèn LED qua ống kính camera, nó sẽ sáng lên một chút. Nên đặt đèn LED trong một ống dài 3-4 cm để ánh sáng không bị tán xạ ở hai bên, nhưng được hướng nghiêm ngặt theo một hướng.
Bây giờ bạn có thể hướng máy thu với đèn LED đến máy thu và xem điều gì xảy ra. Khi có một kết nối có thể nhìn thấy giữa chúng, đèn LED màu xanh sẽ tắt, điều này có thể được nhìn thấy trong ảnh.
Bây giờ đặt một miếng gỗ dán trên đường đi của luồng bức xạ hồng ngoại, kết nối giữa máy thu và máy phát sẽ bị mất và đèn LED màu xanh sẽ sáng lên ngay lập tức.
Bạn có thể thử nghiệm với các vật liệu khác nhau. Giấy và nhựa trong suốt truyền bức xạ hồng ngoại, do đó hàng rào IR không đáp ứng với chúng. Nhưng kim loại, gỗ, bàn tay của một người hay các vật liệu dày đặc khác là một trở ngại đối với các tia, như có thể thấy từ video.