Радиолюбителям всегда было свойственно находить разным вещам самые неожиданные применения. Несколько лет назад такой обработке подвергались музыкальные брелки, а сейчас лазерные указки. И так, в чем же особенность лазерной указки по сравнению с обычным фонариком или светодиодом? Именно в том, что свет в ней вырабатывает лазер, а это значит, что получается узкий, почти не расходящийся, луч.
Световой луч от лазерной указки на расстоянии в несколько десятков метров имеет диаметр не более нескольких сантиметров и высокую яркость света. На более близких расстояниях это пятно будет около одного сантиметра или даже меньше, а яркость света больше.
Поэтому на основе лазерной указки можно сделать то, что невозможно с ИК-светодиодами или лампочками, — можно организовать дистанционное управление несколькими нагрузками, расположенными в одной комнате, не применяя никакого кодирования. Дело в том, что свет от обычного ИК-пульта ДУ распространяется широким расходящимся лучем, и, многократно отражаясь в самых неожиданных местах комнаты, он может попасть на светочувствительные элементы всех систем ДУ, размещенных в этой комнате.
Поэтому, чтобы дать системе "понять" к какому именно прибору происходит обращение, необходимо кодирование. В случае с лазерной указкой, луч можно направить на любую точку в этой комнате, и при этом, свет от указки попадет именно в эту точку, а не во множество других. Таким образом, на какой прибор указал указкой, именно тот и включится. Указал на сенсор включения — прибор включился, указал на сенсор выключения — выключился. На первый взгляд, такая система неудобна тем, что необходимо прицеливаться точно на нужный сенсор, но на самом деле, попасть лазером в нужную точку с нескольких метров очень просто, куда проще чем запомнить назначение всех кнопок пульта ДУ.
В данной конструкции дистанционного управления сам пульт, то есть, лазерная указка, никак не переделывается. Можно использовать любую лазерную указку, какую приобретете в магазине.
На рисунке 1 показана основа схемы — светоуправляемый RS-триггер. У него есть два сенсора, один для включения, а другой для выключения. Триггер выполнен на широкодоступной микросхеме К561ЛА7.
Рассмотрим его работу. В качестве сенсоров служат два светодиода ФД-320 (как наиболее доступные) от систем ДУ отечественных телевизоров. Пока свет от указки на фотодиоды VD1 и VD2 не попадает триггер находится в произвольном состоянии (на самом деле триггер, после подачи питания, установится в то положение, зависящее от того какой из конденсаторов С1 или С2 имеет больше емкость, это свойство может пригодиться при конструировании конкретной системы ДУ). На обоих входах триггера (выводы 1 и 6) будут логические единицы, поскольку резисторы R1 и R2 подобраны так, чтобы их сопротивления были значительно ниже обратных сопротивлений не засвеченных фотодиодов.
Если лазерной указкой посветить на VD1, обратное сопротивление этого фотодиода сильно уменьшится и напряжение на VD1 будет ниже порога переключения элементов микросхемы К561ЛА7 на логический нуль. Это вызовет переключение триггера и на выходе D1.1 установится единица. Если эту единицу подать на управляющий вход исполнительного узла (рисунок 3), то исполнительный узел подаст питание на нагрузку. Теперь, если мы выключим указку или направим её в другое место, триггер останется в этом положении, а нагрузка включенной.
Если мы захотим выключить нагрузку нужно включить указку и посветить ей на фотодиод VD2. Сопротивление VD2 понизится и триггер D1.1-D1.2 переключится в противоположное положение. На выходе D1.1 установится напряжение логического нуля и исполнительный узел (рис. 3) отключит питание нагрузки. Теперь, если убрать указку или выключить её триггер и нагрузка останутся в выключенном положении.
Таким образом, на каждом приборе, которым мы хотим управлять дистанционно, можно поставить по два "глаза" (фотодиода), написать над ними — "вкл." и "выкл." и светить указкой то в один "глаз", то в другой, включая и выключая прибор. Дальность такого управления получается до 5-8 метров, чего в комнатных условиях, обычно бывает достаточно. Недостаток такой системы в том, что на каждый объект управления нужно по два фото-диода, а желательно по одному. Если взять D-триггер (рисунок 2), то можно обойтись и одним фотодиодом.
Рис. 2
Рассмотрим работу схемы с D-триггером. В момент включения питания зарядный ток конденсатора С2 устанавливает триггер D1 в нулевое положение. При этом исполнительный узел (рисунок 3) выключает нагрузку. Это хорошо в том смысле, что после отключения электроснабжения (которые в наши дни бывают часто) прибор сам собой не включится. Если мы возьмем указку и посветим ею на фотодиод VD1, то его сопротивление уменьшится и на резисторе R1 возникнет напряжение уровня логической единицы. Теперь если мы отведем указку в сторону или выключим её, сопротивление VD1 снова увеличится и на R1 опять установится логический ноль. Таким образом, сформируется положительный импульс, который поступит на вход С триггера D1 и переключит его в противоположное положение. На выходе триггера (вывод 2) установится логическая единица, и исполни-тельный узел включит нагрузку. Если нужно выключить нагрузку, достаточно опять "мелькнуть" указкой по этому фотодиоду, и триггер переключится в противоположное состояние, отключив нагрузку.
Рис. 3
Теперь поговорим о самом исполнительном узле (рисунок 3). Управляет нагрузкой транзисторно-тринисторный ключ на VT1 и VS1. При подаче на точку "А" напряжения высокого логического уровня транзистор VT1, включенный эмиттерным повторителем, открывается так, что на УЭ тринистора VS1 поступает напряжение, равное логической единице. Тринистор открывается и подает ток на нагрузку. Максимальная мощность, которой может управлять такой исполнительный узел — 200 Вт, если требуется мощность до 1000 Вт, то нужно тринистор КУ201 заменить на КУ202, а мост КЦ405А заменить мостом, собранным на диодах типа КД226, КД213.
Микросхема питается от исполнительного узла, в составе которого есть бестрансформаторный источник питания, состоящий из моста VD4, общего и для нагрузки, и параметрического стабилизатора R3-C3-VD3.
Конструируя конкретное устройство, с управляющим узлом по рисунку 1, необходимо между фотодиодами сделать невысокую перегородку или разместить их каждый в отдельном углублении, это нужно чтобы при освещении одного из фотодиодов свет от указки, отражаясь от его поверхности или поверхности прибора не попадал на второй фотодиод. В схеме по рисунку 2, фотодиод один, и его можно просто расположить в небольшом углублении корпуса прибора. Вообще, фотодиоды желательно снабдить небольшими блендами, как у светофоров регулировки дорожного движения, чтобы на них не попадали прямые лучи солнечного света или света от ламп накаливания. Но как показывает практика, при правильном подборе номиналов R1 и R2 такие меры не требуются.
Детали. Автор использовал фотодиоды ФД-320 с торцевым расположением выводов. Фотодиоды "звонятся" как обычные диоды, поэтому определить назначение выводов не составляет труда. По всей видимости, можно использовать и другие фотодиоды, которые применялись в системах дистанционного управления телевизоров линейки УСЦТ. Это могут быть ФД-611, ФД-256. Возможно подойдут и фототранзисторы ФТ-1К, но это на практике не проверялось.
Микросхемы К561, как обычно, можно успешно заменить аналогичными серий К176 или К1561, КА561, или же импортными аналогами. Следует заметить, что в схемах на рисунке 1 и рисунке 2 используется по половине микросхемы, так что оставшиеся элементы или триггер можно задействовать в других узлах конкретной схемы управления. Лазерная указка была без названия (возможно китайская), продавалась с комплектом насадок придающих различную форму световому "зайчику" (сердечки, летающие тарелки, зайчики, кошечки, микимаусы и т.д.).
Тринистор КУ201 должен быть на напряжение не ниже 300 В, то есть с буквами К, Л, М или Н. Можно применить КУ202 с такими же буквами, кроме того, КУ202 позволит работать с более мощной нагрузкой (при соответствующей замене диодного моста). Диодный мост можно заменить мостом, составленным из четырех диодов КД209 (при мощности нагрузки до 200 Вт), КД226 (при мощности нагрузки до 1000 Вт). При мощности до 100 Вт тринистору КУ202 радиатор не нужен. Тринистор КУ201 может работать без радиатора при мощности нагрузки до 75 Вт (дальше начинает греться).
Транзистор КТ940 может быть КТ940А или КТ940Б, его можно заменить на КТ604 или КТ605, тоже с буквами А или Б.
Стабилитрон Д814А можно заменить на Д814А..Д, а так же, КС510...КС512 (что предпочтительнее).
Налаживание. Главное что необходимо сделать, — это подобрать номиналы резисторов R1 и R2 (рис. 1) или R1 (рис. 2) таким образом, чтобы система не реагировала на включение освещения в помещении, на яркий солнечный свет из окон, но уверенно срабатывала от прямого попадания света лазерной указки. Это значит, что сопротивления этих резисторов должны быть минимальными, при которых еще есть уверенная реакция на свет указки. Лучше, вначале заменить резисторы переменными и определив необходимое сопротивление установить вместо них постоянные такого сопротивления. Сопротивления этих резисторов в результате настройки могут оказаться от 100 кОм до 1,5 МОм, поэтому нет ничего страшного, если вместо указанного на схеме 1 МОм получится, например 160 кОм.
