Như 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 điều khiển từ xa để truyền các lệnh khác nhau. Một sự thật thú vị - để “nhìn thấy” ánh sáng hồng ngoại, chỉ cần hướng ống kính của máy ảnh kỹ thuật số vào bộ phát hồng ngoại của điều khiển từ xa và nhấn các phím trên đó. Trên màn hình camera sẽ hiển thị một chấm sáng - đây là tia hồng ngoại Điốt phát sáng.
Tia hồng ngoại trong thiết bị điện tử vô tuyến giúp tạo ra một thiết bị thú vị gọi là rào cản hồng ngoại. Nó bao gồm hai phần - một máy phát và một máy thu. Máy phát là IR thông thườngĐiốt phát sáng, nhận được các xung xung. Máy thu liên tục bắt và phát hiện các xung này. Khi có kết nối hiển thị miễn phí giữa máy thu và máy phát, tức là. ánh sáng “tới” tự do đến bộ thu và mức 0 logic được đặt ở đầu ra. Nhưng ngay khi có vật thể lạ xuất hiện trong vùng phủ sóng, kết nối sẽ bị gián đoạn ngay lập tức và máy thu sẽ báo hiệu điều này.Trước hết, rào cản như vậy có thể được sử dụng trong các hệ thống báo động an ninh, vì không thể nhìn thấy bức xạ hồng ngoại bằng mắt thường.
Ưu điểm của sơ đồ đặc biệt này là tia hồng ngoại Điốt phát sáng Nó phát sáng không liên tục mà theo từng nhịp. Thứ nhất, điều này giúp kéo dài tuổi thọ của đèn LED và giảm mức tiêu thụ dòng điện, thứ hai, đây là một phương tiện bảo vệ tốt khỏi cảnh báo sai, vì vậy mạch có thể được sử dụng an toàn ngay cả khi ở ngoài trời khi bộ thu tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời.
Mạch phát
Mạch máy phát dựa trên bộ hẹn giờ tích hợp kép NE556, tạo ra các xung để phát ra DẪN ĐẾN LED1, điện trở R2 đặt công suất bức xạ. Tất cả các phần tử khác của mạch phải tuân thủ nghiêm ngặt định mức đã chỉ định để duy trì tần số mong muốn của máy phát. D1 – bất kỳ diode công suất thấp nào, ví dụ: 1N4148, 1N4007, KD521.
Mạch thu
Thành phần chính của mạch là một bộ thu tín hiệu IR đặc biệt, được chỉ định là TSOP (Mô-đun ảnh điện tử quang điện tử bán dẫn Temia). Bạn có thể tìm thấy nó trên bất kỳ TV nào có điều khiển từ xa. Ở đây, bất kỳ máy thu nào được thiết kế cho tần số 36 kHz, chẳng hạn như TSOP1736, đều phù hợp. Bộ thu này điều khiển cổng của bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1. Bởi vì tín hiệu từ đầu ra máy thu là khoảng 5 volt, khi đó bóng bán dẫn phải được sử dụng với điều khiển logic, ví dụ: IRL520 hoặc bất kỳ bóng bán dẫn nào khác từ dòng IRL. Phương án cuối cùng, bạn có thể cài đặt một trường thông thường, chẳng hạn như IRF540, IRF740, IRF630, nhưng nó sẽ không mở hoàn toàn. Điốt phát sáng LED1 cho biết trạng thái đầu ra của mạch.Khi kết nối hiển thị giữa máy thu và máy phát không bị đứt, điện áp đầu ra bằng 0, đèn LED1 không sáng. Ngay khi có vật thể lạ xuất hiện trong vùng phủ sóng, đèn LED1 sẽ sáng lên và điện áp ở đầu ra OUT trở nên bằng với điện áp nguồn. D1 trong sơ đồ là một diode zener 5 volt, ví dụ, bạn có thể sử dụng 1N4733.
Bạn có thể tải bảng tại đây:
Lắp ráp rào cản IR
Mỗi mạch được lắp ráp trên bảng mạch in riêng, bộ thu TSOP và đèn LED hồng ngoại được xuất ra trên dây dẫn. Các bảng được tạo bằng phương pháp LUT, dưới đây là một vài bức ảnh về quy trình:
Giống như khi tạo ra bất kỳ thiết bị điện tử nào, các bộ phận nhỏ đầu tiên - điện trở, điốt - được hàn lên bảng. Sau đó là các tụ điện và sau đó là mọi thứ khác. Nên lắp vi mạch vào ổ cắm, nối dây nguồn qua các khối đầu cuối để thuận tiện. Sau khi hàn, rửa sạch mọi từ thông còn lại trên bảng và kiểm tra các đường ray xem có bị đoản mạch không.
Thiết lập và thử nghiệm
Sau khi lắp ráp, bạn có thể cấp nguồn cho bo mạch. Điện áp cung cấp cho cả hai mạch là 9-12 volt. Sau khi bật nó lên, bạn cần đảm bảo rằng điện áp ở cực âm của diode zener trong mạch máy thu xấp xỉ 5 volt. Nếu cao hơn, bạn cần kiểm tra chức năng của diode zener và điện trở R2, nếu không bộ thu TSOP có thể bị cháy. Sau khi khởi động bộ phát, bạn có thể nhìn vào đèn LED qua ống kính máy ảnh; nó sẽ phát sáng nhẹ. Nên đặt đèn LED trong ống dài 3-4 cm để ánh sáng không bị phân tán sang hai bên mà chỉ hướng đúng về một hướng.
Bây giờ bạn có thể hướng ống LED vào máy thu và xem điều gì sẽ xảy ra.Khi có kết nối rõ ràng giữa chúng, đèn LED màu xanh lam sẽ tắt, bạn có thể thấy điều này trong ảnh.
Bây giờ chúng ta 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 ngay lập tức sáng lên.
Bạn có thể thử nghiệm với các vật liệu khác nhau. Giấy và nhựa trong suốt truyền bức xạ hồng ngoại nên rào cản hồng ngoại không phản ứng với chúng. Nhưng kim loại, gỗ, bàn tay con người hoặc các vật liệu dày đặc khác là vật cản đối với tia sáng, như có thể thấy trong video.
