Устройства на инфракрасных лучах сейчас стремительно вторгаются во все области электроники. Появилось много радиолюбительских конструкций на эту тему, чему способствует относительная доступность, в настоящее время, ИК-светодиодов и ИК-фотодиодов. Применяются ИК-датчики в охранных устройствах или устройствах автоматики, действуя на пересечение луча или на его отражение от находящегося перед датчиком предмета.

В противопожарных системах ИК-датчики реагируют на задымление (между светодиодом и фотодиодом появившийся дым уменьшает оптическую проницаемость воздуха и датчик на это реагирует).

В любом случае, простой ИК-датчик состоит из передатчика ИК-световых вспышек и их приемника. В настоящее время, наиболее просто, используя самую доступную элементную базу ИК-передатчик можно собрать по схеме, показанной на рисунке 1. Генератор прямоугольных импульсов выполнен на популярном интегральном таймере КР1006ВИ1. В некоторых схемах предлагается ИК-светодиод включать прямо на выход интегрального таймера, через токоограничительный резистор сопротивлением 40-200 Ом. На мой взгляд это не очень надежно (в чем убедился испортив две КР1006ВИ1).

Дело в том, что чтобы не вызывать перегрузку выхода КР1006ВИ1 сопротивление токоограничительного резистора не должно быть меньше 150 Ом. Но, популярные светодиоды типа АЛ 147 рассчитаны на работу со значительно большим током (обычно в пультах ДУ устанавливают резистор 1,5. 3 Ом). В результате, с резистором 150 Ом яркость света получается мала, и дальность реакции такого датчика (особенно в схемах, работающих на отражение) получается недостаточной. Поэтому, наилучший вариант, — это применение на выходе транзисторного ключа на мощном транзисторе типа КТ815 или КТ817, который обеспечит нужный ток через светодиод и недопустит перегрузки выхода микросхемы.

Частота вспышек светодиода выбрана 1000-1500 Гц, она зависит от параметров R2 / С1. Схема приемника показана на рисунке 2. ИК-световой сигнал принимается фотодиодом VD1, фототок которого усиливается и преобразуется в импульсный сигнал специализированной микросхемой ТВА2800. Импульсный сигнал частотой 1000-1500 Гц выделяется на её выводе 8. Через разделительный конденсатор С5, исключающий влияние постоянной составляющей, импульсы поступают на детектор на диодах VD2 и VD3. При наличии ИК-сигнала на конденсаторе С6 выделяется некоторое напряжение, которое поступает на базу транзистора VT1 и открывает его. Вслед за ним открывается транзистор VT2, и подает питание на обмотку реле Р1.

Таким образом, когда имеется оптическая связь между светодиодом и фотодиодом, — контакты реле Р1 притянуты. Если связь эта прерывается, — контакты размыкаются. Отрегулировать чувствительность устройства можно подбором номинала резистора R4.

В качестве реле Р1 используется реле КУЦ-1, которое раньше применялось в системах дистанционного управления телевизоров УСЦТ. Реле может быть другим. Тип реле прежде всего зависит от мощности коммутируемой нагрузки. КУЦ-1 годится если нужно управлять сетевой нагрузкой, мощностью не более 150 Вт, при условии, что ток не более 1 А. Если нужно управлять мощной низковольтной нагрузкой, то наилучший выбор — автомобильное реле, применяемое в автомобилях "ВАЗ" (типа "3747"). Такое реле, в зависимости от исполнения, может коммутировать ток до 30А, сопротивление обмотки, при этом, не менее 80 Ом. Годятся аналогичные импортные автомобильные реле. Если нужно управлять слабенькой нагрузкой подойдут реле типа РЭС-10, РЭС-22, РЭС-47 и другие аналогичные, на напряжение обмотки 10-15 В.

Следует учесть, что сопротивления резисторов R4 и R3 (рис. 2) даны для реле КУЦ-1, для других реле они могут быть другими. Нужно подбирать такие резисторы, чтобы реле надежно срабатывало, но транзистор не перегревался. И еще одно замечание по поводу реле. Некоторые реле 3747 при работе существенно нагреваются. Дело в том, что по норме автомобильное реле должно срабатывать уже при напряжении 6-8 В поэтому 12 В получается некоторый перебор. Чтобы реле не перегревалось нужно последовательно его обмотке включить резистор на 20-80 Ом (подобрать экспериментально, так чтобы и реле надежно срабатывало, и его обмотка не грелась). Транзисторы КТ315, КТ814 и КТ815 можно заменить любыми аналогами. КТ315 возможно заменить на КТ503, КТ3102, и т.д. Стабилитрон КС147А можно заменить на КС156 или на импортный на 4,5...5,6 В. Можно стабилизатор R1-VD4 (рис. 2) заменить интегральным типа 7805.




Если нужно, чтобы при наличии оптической связи между светодиодом и фотодиодом реле было обесточено, но срабатывало при нарушении этой связи, выходной каскад нужно собрать по схеме, показанной на рисунке 3. Если реле имеет две группы контактов, его можно включить по триггерной схеме (рис.4), тогда, при нарушении оптической связи, даже коротком, контакты реле заблокируются в замкнутом состоянии, и вторую группу контактов можно будет непосредственно подключить к охранной сирене или звонку.

Передатчик и приемник (кроме реле) собраны на двух печатных платах из фольгированного стеклотекстолита. Расположение печатных дорожек одностороннее. Если нет светодиода АЛ 147, его можно заменить импортным или на АЛ 107, но с АЛ 107 дальность действия будет ниже. Фотодиод — любой фотодиод от систем ДУ отечественных телевизоров, например, ФД611, ФД320.

Конструкция оптического узла зависит от конкретного применения. Если система должна реагировать на отражение, конструкция оптического узла должна исключать прямое попадание света от светодиода на фотодиод (между ними непрозрачная перегородка). Если система работает на пересечение луча, светодиод и фотодиод нужно снабдить трубчатыми блендами из непрозрачного материала, нацеленными друг на друга, чтобы исключить попадания на фотодиод отраженных лучей.


Примечательно, что на сетке инфракрасных лучей был создан первый сенсорный экран. С развитием технологий, на сегодняшний день стали доступны более современные сенсорные устройства, например такие, как сенсорные моноблоки http://salepos.ru/catalog/pos_terminaly/, которые имеют компактный внешний вид и обладают высокой надежностью.