Ик сигнал: Беспроводные ИК технологии — истинное качество последней мили.

Содержание

Универсальный ИК-пульт для камеры Canon

Часть первая: приемник для дешифровки ИК-сигнала

Идею этой статьи подсказала «инструкция» на сайте instructables по изготовлению ИК-передатчика сигнала для управления цифровой камерой с помощью iPhone, iPod и прочих «качественных» мобильных устройств воспроизведения звука. Владельцы «яблочных» портативных устройств могут приобрести готовый ИК-передатчик и программу DSLR.Bot для дистанционного управления камерой (и еще с массой других полезных функций) за деньги меньшие, чем стоит самый простой специализированный ИК-пульт управления. Так как у меня смартфон другой марки, я попробовал реализовать идею для него.

Суть идеи в том, что хороший проигрыватель звуковых файлов может генерировать сигнал с частотой в 16—19 кГц. И если пустить «навстречу» (со сдвигом фазы на половину периода) два таких сигнала, то получится несущая для ИК-канала управления, в котором обычно используются частоты 32—38 кГц. Такой звуковой сигнал 16—19 кГц и его модуляцию несложно сгенерировать в звуковом редакторе.

Для проигрывания подойдет мобильный плеер, поддерживающий WAV/MP3-файлы (MP3, как показывает практика, для хранения управляющих ИК-сигналов менее пригоден). В качестве передатчика нужно использовать ИК-светодиоды, подключив их к выходу наушников проигрывателя, к левому и правому каналам, «навстречу» друг другу. Светодиоды будут открываться с основной несущей частотой 16—19 кГц, а так как сигнал в двух каналах стерео сдвинут на полпериода, «суммарная» несущая мерцаний будет 32—38 кГц.

Схема подключения ИК-светодиодов к стереоразъему. Мой смартфон распознаёт наушники автоматически и не делает этого, если на массе «ничего нет», поэтому я дополнительно добавил к схеме два сопротивления по 4,7 кОм (с бо́льшим сопротивлением смартфон перестает видеть наушники, а мне нужно было максимально возможное сопротивление, чтобы обеспечить минимальный ток «утечки» из основного для светодиодов канала стереосигнала «левый-правый»).

Создание ИК-передатчика — лишь первый этап реализации дистанционного управления камерой.

Еще нужно сгенерировать сигнал и придумать алгоритм управления. В моем случае зеркальных камер Canon сигнал должен имитировать сигналы пульта Canon RC-1.

Пульт Canon RC-1. Имеет переключатель режимов работы. В первом положении — обычный спуск, во втором — с предварительной двухсекундной задержкой.

Описание ИК-сигнала пульта Canon RC-1, которое я обнаружил в Сети, не помогло сделать устойчиво работающий пульт на ИК-светодиодах. Ни смартфон, ни мультимедийные проигрыватели, которыми я пользуюсь, камеру не запускали. А вот с компьютера управлять камерой было возможно. Разобраться, почему так, не имея возможности наблюдать ИК-сигнал, крайне сложно. Определить, что ИК-светодиоды в принципе работают, можно с помощью цифровой камеры, которая, в отличие от человеческого глаза, сигнал ИК видит.

Цифровая камера «делает» ИК-сигнал видимым, ошибочно транслируя сигнал из невидимой области спектра в видимую (отчасти поэтому снимки многих цифровых камер, особенно компактов, неверно воспроизводят цвета и яркости).

Однако без «инструментов» определить, почему светодиод, который светит, камеру все же не запускает, невозможно, а осциллографа, регистрирующего сигнал частотой 30—40 кГц, у меня не оказалось. Пришлось воспользовался идеей, описанной в статье «Звуковая карта как элемент оптико-электронного измерительного прибора», подключив в качестве приемника ИК-датчик.

Звуковая карта не позволяет регистрировать сигнал в диапазоне 30—40 кГц, а только его модуляции. Известно, что заполняющий сигнал в ИК-канале системы управления камерой Canon лежит в диапазоне 30—40 кГц, что позволяет звуковой карте различать модуляции этого сигнала с большой точностью (порядка периода несущей). Незнание точных параметров несущей не является большой проблемой. В конце концов, можно сделать запускающий сигнал с несущей 30, 32, 34, 36… кГц и выбрать подходящий. Вариантов будет не так-то и много.

Чтобы принимать ИК-сигнал на звуковую карту, нужен специальный датчик. Я приспособил для этого датчик ИК-пульта дистанционного управления от старого ТВ-тюнера:

ИК-приемник подключается к компьютеру (карте расширения ТВ-тюнера) через стандартный стереоразъем.

Но это не значит, что его можно просто вставить в звуковую карту и записывать с него сигнал. Внутри приемника простенькая схема из ИК-датчика, конденсатора и резистора (подобная той, что приведена далее в тексте). ИК-датчик приемника имеет три вывода: два питания и сигнал. Чтобы приемник работал, его нужно запитать, подав на соответствующие клеммы напряжение. Питание возьмем с USB-порта компьютера:

Ради «универсальности» статьи я собрал ИК-приемник на основе вполне распространенного ИК-датчика TSOP 1736 (две последние цифры в маркировке — оптимальная для датчика несущая частота в кГц; вероятно, подойдет и другой датчик из серии TSOP 1730—1740). Схема подключения такая:

Стандартная схема подключения ИК-приемника. На схеме датчик IR IN подключен к стереоразъему (для подключения к микрофонному входу звуковой карты) и питанию от USB. Пунктиром показана в общем необязательная при подключении к одному компьютеру шина массы. Емкость полярного конденсатора 4,7 мкФ, напряжение 5 В. В цепь питания для ограничения тока можно поставить сопротивление в 50—100 Ом.


Для проверки пригодности электронных компонентов простой ИК-приемник можно собрать и без пайки. Однако в такой версии передаваемый в регистратор сигнал может не быть достаточно чистым, что затруднит расшифровку. Поэтому после опробования на макете компоненты лучше аккуратно спаять.

ИК-приемник не обязательно использовать в паре с компьютером. ИК-сигнал для последующей расшифровки запишет и более-менее качественный диктофон. Я использовал Alesis PalmTrack, который, согласно спецификации, поддерживает в режиме записи файлы 48 кГц WAV. Этот недорогой диктофон обладает высокими (заявленными) характеристиками и нередко в различных обзорах рекомендуется в качестве устройства для записи при съемке фильмов цифровыми зеркалками. Я пока не оценил его как очень качественный, но и цена диктофона действительно невысока (при доставке из-за границы).


Подключение ИК-приемника к диктофону. Сигнальный вывод ИК-приемника нужно подключить к одному из каналов записи диктофона, а питание взять с батарей питания (предварительно я проверил, что «0» питания и масса на стереоразъеме подключены к общей шине).

Для обработки сигнала подходит свободно (лицензия GNU General Public License (GPL)) распространяемая программа Audacity. Она может получать сигнал со звуковой карты и тут же его оцифровывать или работать с записанными отдельно звуковыми файлами. У меня программа не всегда видела ИК-приемник, подключенный к звуковой карте. Чтобы обойти эту особенность, можно запустить программу с подключенным нормальным микрофоном, а затем подключить вместо него ИК-приемник. Для оцифровки лучше выбрать максимальную поддерживаемую частоту выборки (96 кГц).

Так выглядят последовательно записанные с помощью Audacity ИК-сигналы пульта Canon RC-1. Первый сигнал из двух более широко расположенных пиков — обычный спуск затвора, второй — спуск затвора с предварительной двухсекундной паузой.


При увеличении масштаба временной шкалы можно увидеть более-менее точное «описание» модуляции сигнала. Он состоит из двух последовательных импульсов и паузы. Длительность паузы примерно равна 7 мс. Точнее определить длительность импульсов и пауз можно по количеству семплов и частоте семплирования.


«Расшифровка» сигнала ИК-пульта Canon, записанная с помощью Alesis PalmTrack. Зная заранее, как примерно устроен сигнал, можно и с помощью диктофона получить необходимые данные для его расшифровки.

С использованием имеющегося оборудования для моего пульта Canon RC-1 я получил следующие данные о структуре его сигналов (на основе нескольких последовательных записей). Обычный спуск затвора: импульс 64—72 семпла (при оцифровке 96 кГц) — пауза 670—680 семплов — импульс 64—72. Спуск затвора с предварительной паузой в 2 секунды: импульс 64—72 семпла — пауза 480—490 семплов — импульс 64—72. В пересчете на секунды получаем для обычного спуска затвора: ≈0,7 мс — 7 мс — 0,7 мс. Для спуска с задержкой: ≈0,7 мс — 5 мс — 0,7 мс.

В следующей части будет описано, как генерировать сигнал и «подгонять» его под устройство воспроизведения.

Некоторые протоколы ИК-пультов. Часть первая

РадиоКот >Статьи >

Некоторые протоколы ИК-пультов. Часть первая

Количество барахла в кладовке – величина монотонно возрастающая и не являющаяся функцией частоты уборки. Другими словами – бороться с фактом накопления у радиолюбителей нужного и не очень хлама, относящегося к электронике, бесполезно. Но тем не менее, чтобы хоть как-то реабилитироваться в глазах домашних, иногда стоит извлекать из этой кучки что-нибудь полезное на потеху изумленной публике… Ладно, это все лирика.

Долго ли, коротко ли, но собралось у меня такое вот разнообразие ИК-пультов и зачесались лапы приспособить их к делу:

Скажу сразу, что до конкретных применений мы в этот раз не доберемся, но вот что это вообще за звери такие выясним. Сильно в теорию вдаваться не буду, скажу лишь, что как правило информация передается пультом в виде модулированной прямоугольными импульсами разной длительности несущей частоты, которая обычно равна 36кГц. В качестве приемника такого сигнала можно применить фотодиод с необходимыми цепями усиления и фильтрации, а можно пойти по пути для ленивых и использовать интегральный фотоприемник типа TSOP17xx, где хх – и есть та самая несущая частота, который имеет цифровой выход и выдает непосредственно огибающую несущей частоты, те самые заветные нолики и единички. Именно так я и поступил, поэтому все дальнейшее будет происходить при непосредственном живейшем участии приемника TSOP1736:

Обрабатывать полученный от приемника сигнал мы поручим микроконтроллеру, осталось только выяснить особенности этого сигнала, временные диаграммы и способы кодирования информации, т.е. протокол передачи данных, которых, применительно к ИК-пультам наплодилось уже изрядно. По сути, практически каждый сколько-нибудь крупный производитель техники создает что-то свое в этой области.

Я, естественно, начал с поиска информации в Сети, но, к своему глубочайшему удивлению, ничего кроме нескольких вариантов исходников для кода RC-5 (один из существующих протоколов) не нашел. Сгоряча зашив пару вариантов этих прошивок в отладочную ATMega16 и убедившись в их неработоспособности, я взялся за осциллограф. Как оказалось, очень правильно. Дело в том, что ни один из имеющихся у меня пультов по протоколу RC-5 не работал.

Очень много полезной информации по этому поводу представлено на сайте https://www.sbprojects.com, которым я и руководствовался в своих дальнейших изысканиях.

После снятия осциллограмм и сравнения их с найденными на уже названном сайте образцами стало ясно, что из пультов один работает по протоколу Sony SIRC (как ни странно, это был пульт о муз.центра Sony), а все остальные - по протоколу NEC.

В частности, для протокола NEC:

Общий вид посылки

Временная диаграмма и способ кодирования 0 и 1

Посылка при удержании кнопки пульта

Временная диаграмма для кода повтора (удержание кнопки)

А для протокола SIRC:

Общий вид посылки

Временная диаграмма и способ кодирования 0 и 1

Если достаточно долго и внимательно смотреть на представленные диаграммы, можно заметить, что в целом эти протоколы очень похожи. Различия касаются в основном стартовых условий и обработки длительного нажатия кнопок.

И в том, и в другом случае 0 и 1 кодируются длительностью импульса или, что то же, его шириной. Каждый бит начинается с импульса некоторой неизменной длительности. Соответственно, чтобы понять, получили мы 0 или 1, нам надо измерить длительность паузы после начального импульса бита или длительность паузы вместе с этим импульсом, поскольку его длина неизменна. С этой задачей вполне может справиться таймер микроконтроллера, который будет запускаться в момент начала стартового импульса бита.

На этом этапе мы уже можем в общих чертах обрисовать алгоритм обработки: по приходу импульса запустили счетчик, по следующему импульсу считали его показания, на их основе вынесли решение о том, что это было, запустили счетчик дальше. В качестве детектора импульсов удобно использовать механизм прерываний контроллера.

Замечу, что фотоприемник имеет инверсный выход, т.е. в момент присутствия ИК-излучения на его выходе 0, поэтому прерывание будем настраивать по спаду. Таким образом, в плане аппаратной реализации нам достаточно подсоединить выход фотоприемника к ножке свободного внешнего прерывания микроконтроллера, сконфигурированной как вход с «подтяжкой» (не лишним будет также поставить и внешний подтягивающий резистор килоом на 10 кОм плюсу питания).

Именно по этому приблизительному алгоритму я и написал программы обработки этих протоколов с помощью восьмибитного таймера-счетчика и внешнего прерывания МК ATMega16. NEC протокол чуть сложнее в реализации в силу большего количества возможных условий (добавляется специфичный импульс повтора), но принцип остается тем же.

Данные программы хоть и являются законченными модулями, однако могут быть полезны только в случае применения в составе более сложных алгоритмов, которые, возможно, необходимо будет дополнить процедурами буферизации полученных данных и т.п. Здесь же просто реализован программно-аппартный минимум, необходимый для приема данных без какой-либо их обработки.

Исходники достаточно подробно прокомментированы, а их более подробное обсуждение предлагаю продолжить на форуме.

P.S.
По большому счету, применение у ИК-пультов одно - управление. А вот уж многообразие устройств для управления ограничено только вашей фантазией. Это могут быть исполнительные устройства прообраза "умного дома" (свет, шторы/жалюзи и т.п.), усилители, игрушки и т.д., и т.п...

Вопросы, как обычно, складываем тут.

Файлы:
Исходники одним архивом
Для NEC-протокола
Для Sony-протокола
Подборка материалов по протоколам с сайта www.sbprojects.com


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Наводим порядок: ИК-удлиннитель/повторитель для AV-техники

ИК-удлиннитель — очень полезная штука, если хочется спрятать часть AV-техники с глаз долой.

Принцип работы исключительно простой: фотоприемник, который остается снаружи, ловит сигнал пульта и ровно в том же виде отправляет его на излучатель, который крепится напротив фотоприемника аппаратуры.

Подходит, разумеется, нет только для AV, а вообще для любой техники, которая управляется по ИК*.

Выглядит удлиннитель/повторитель вот таким образом:

Прислали в пакетике, пакетик — в конвертике. Все, тем не менее, живое

Видно, что у него три основные части: крошечный излучатель, средних размеров фотоприемник и провод питания с разъемом USB. Длина провода от приемника до излучателя — около 2.5 м, длина кабеля питания — 1.7 — 1.8 м.

В фотоприемнике также есть двухцветный светодиод-индикатор работы. В режиме ожидания он светится зеленым, во время приема команды с пульта — мигает красным. Что хорошо: во-первых, не синий, как принято у китайцев, во-вторых, неяркий, поэтому не отвлекает и не раздражает.

Фотоприемник. Темная область — ИК-прозрачная, за ней расположен фотоприемник. А выше — светодиодный индикатор

На корпусах излучателя и фотоприемника наклеен двусторонний скотч, с помощью которого выполняется их крепление в нужных местах.

Излучатель крепится скотчем напротив фотоприемника устройства, и для этого в скотче — отверстие под излучающий диод

Также бывают «многоголовые» разновидности удлиннителей. Т.е. приемник все равно один, зато излучателей — несколько. Полезно, если нужно управлять по ИК несколькими устройствами, «спрятанными» в одном месте.

Меня вполне устраивал одноголовый вариант, поскольку кроме медиаплеера прятать нечего. А его я хотел переместить за телевизор, в основном, чтобы было проще убираться.

Установка, если это можно так назвать, выглядит следующим образом.

1) Убираем технику
2) Протягиваем к ней провод с излучателем
3) Снимаем защитную этикетку с клеящего слоя и крепим излучатель напротив фотоприемника устройства.
4) Аналогичным образом крепим фотоприемник удлиннителя в удобном месте
5) Подключаем USB-разъем к любому подходящему источнику тока. Я воспользовался разъемом медиаплеера
6) ?!!!
7) Profit!!!

До:

После:

Плеер теперь живет за телевизором

Приемник и шерсть

Резюме: цель достигнута, плеер за телевизором, управление полностью сохранено, а убираться проще. Ну визуально стало немного легче. Цена вопроса — копейки.

* есть, наверное, специфические модели аппаратуры с нестандартной несущей частотой ИК-управления, но мне думается, что это больше экзотика, чем практика. Поэтому удлиннитель можно считать универсальным.

Типы инфракрасных датчиков и способы их подключения

Инфракрасным (ИК) датчиком (сенсором) называется электронное устройство, сигнализирующее  об изменении интенсивности инфракрасного излучения в определенном секторе обзора.

Разновидности и особенности

Существующие инфракрасные датчики бывают пассивные и активные.

Пассивные сенсоры обнаруживают объект при помощи пироэлектрического чувствительного элемента. С целью повышения чувствительности датчики оснащается оптической системой линз. В условиях перепадов температуры для повышения термостабильности обычно используется парный вариант соединения, при котором элементы включаются встречно.

В отличие от пассивных аналогов, активные датчики сами являются источником инфракрасного излучения и отслеживают отраженные инфракрасные волны. Они обладают большей достоверностью отсылаемого сигнала и меньшим числом ложных срабатываний, однако не столь энергоэффективны – потребляют электроэнергию от встроенного аккумулятора или электросети.

Извещатели скорости

Извещатели скорости осуществляют синхронизацию скоростей нескольких двигателей. Также в существующих системах охранной сигнализации с помощью извещателей скорости осуществляется контроль внутреннего объема помещений, с высокой эффективностью блокируется территория «на проход» человека, перемещающегося со скоростью 0,3–3,0 м в секунду. Он оперативно реагирует на перепады температур в секторах «нарезки» контролируемого объема (с помощью оптической детали со ступенчатой поверхностью, называемой линзой Френеля), если он находится в пределах зоны чувствительности.

Детекторы PIR

PIR детекторами называют пассивные (не излучающие тепловые лучи) инфракрасные устройства, служащие для визуальной фиксации положения объекта. PIR детекторы обычно используются для контроля общественных помещений и автоматического открывания дверей.

Пироэлектрический чувствительный элемент представляет цилиндрическое устройство с кристаллом прямоугольным формы в центре, улавливающем ИК свет. Поскольку PIR детектор должен реагировать на движение объекта, излучающего тепло, одна половина датчика улавливает больший уровень излучения, чем другая. Вследствие этого на выходе будет генерироваться цифровой сигнал «high» (обычно напряжением 3В), когда есть движение, или «low, когда движение объекта отсутствует.

ПИР датчики используют в случае необходимости определить присутствие человека в пределах контролируемого пространства. Они не определяют расстояние и количество человек на территории.

Возможно ложное срабатывание на домашних питомцев и другие теплокровные объекты.

Извещатели температуры

ИК извещатель относится к наиболее распространенному типу извещателей температур, используемых для промышленного контроля температуры технологических процессов. Минимальная достаточная чувствительность пироэлектрического элемента обычно находится на уровне 0,1°С, для этого используется пироэлемент размером 1,0 х 2,0 мм и толщиной в несколько микрон.

Сенсоры объемные

Инфракрасные объемные сенсоры – пассивные экземпляры. Очень часто они используются для охраны автомобилей. Приспособления не излучают ничего, работая только «на прием», и реагируют на изменение распределения ИК лучей с раскрывом по вертикали/горизонтали порядка 90º, то есть являются объемными. Дальность действия разных моделей отличается, как правило, она составляет 6–12 метров.

В случае перемещении объекта с температурой отличной от окружающего фона, пироэлектрический сенсор генерирует электрический импульс. Этот импульс обрабатывается по определенному алгоритму: сначала повышается его помехоустойчивость (избирательность), затем формируется сигнал тревожного извещения. По проводам или беспроводной связи после усиления сигнал поступает на соответствующий пульт охраны, например, контрольную панель автостоянки.

Принцип действия

Принцип действия инфракрасного датчика основывается на явлении пироэлектрики. Основой датчиков является  пироэлемент – искусственно синтезированный кристалл. По свойствам он аналогичен природным кварцу или турмалину, но обладает большей пироэлектрической чувствительностью, позволяющей  на большем расстоянии визировать инфракрасное свечение. Выступая в роли приемника квантов ИК излучения, элемент реагирует на тепловое (инфракрасное) излучение с длиной волны 0,74-2000 мкм. На металлических обкладках конденсатора, между которыми помещен сам кристалл, возникает электрический потенциал. Он прикладывается к участку затвор – исток встроенного в датчик полевого транзистора, запускающего работу электрической цепи.

Применение

ИК датчики составляют около 50% работающих сенсоров движения в мире. В быту высокочувствительный компонент используются в системах сигнализации. В комбинации с акустическими, ультразвуковыми и оптическими аналогами инфракрасный сенсор задействован в системах пожаротушения и охраны.

Радиационные термометры

Радиационный термометр (пирометр) – бесконтактный датчик температуры, действие которого основывается на зависимости температуры от количества передаваемой мощности теплового электромагнитного излучения. Они способны на расстоянии мерять температуру от -50ºС до +3000 ºС. В различных сферах деятельности применяют пирометры с показателем визирования 1:5 – 1:200.

Анализаторы влажности

В одном распространенном способе измерения влажности используется облучение инфракрасным светом с длиной волн 1,1–2,7 мкм, которые поглощаются влажным объектом, и эталонными частотами. Отраженные излучения детектируются и сравниваются (анализируются). Полученное значение соотношения определяет процент влажности сыпучего вещества или твердотельного предмета. Современный инфракрасный анализатор влажности определяет содержание влаги с точностью от 0,1 до 0,01%.

Газовые анализаторы

Инфракрасные датчики применяются в промышленности в качестве газоанализаторов, также контролируют утечку бытового газа в доме/на даче и определяют содержание вредных веществ в выхлопе автомобилей. Контроль содержания метана в помещении, концентрации CO и CO2 в выхлопном газе с погрешностью ≤10% заключается в отслеживании способности проверяемого газа поглощать/снижать интенсивность ИК излучения при прохождении в измерительной камере с образцом.

ИК-приемники

В отличие от стандартного ИК детектора, инфракрасный приемник не только принимает, но и производит цифровое преобразование инфракрасного сигнала. Образующиеся в приемнике импульсы фиксированной частоты определенной длительности защищают устройство от ложных срабатываний. Это особенно актуально в местах с высоким фоновым излучением и помех со стороны бытовых приборов в инфракрасном диапазоне.

Преимущества и недостатки

ИK датчики обладают рядом преимуществ, обеспечивших повсеместное использование этого вида:

  • избирательность по отношению к контролируемому объекту;
  • надежность канала передачи информации и неприхотливость в процессе эксплуатации;
  • способность современных моделей передавать тревожный сигнал самыми различным получателям: на панель охраны, компьютер, мобильный телефон через GSM модуль с SIM картой;
  • возможность наращивать систему за счет подключения дополнительных датчиков.

К недостаткам инфракрасных датчиков следует отнести:

  • игнорирование охранными датчиками человека, облаченного в плотную, не пропускающую наружу тепло, одежду;
  • возможность глушения радиосигнала 315 и 433 МГц беспроводных датчиков системами подавления.

Критерии выбора

При выборе ИК датчиков покупателей интересует внешний вид, эргономичность и оперативность срабатывания современных моделей. Существуют свойства товарных позиций, на которые покупателям следует в первую очередь обратить внимание.

Устойчивость к атмосферным осадкам

Атмосферные осадки могут негативно влиять на функционирование чувствительной электроники. Наилучшим способом защиты от дождя, снега и града считается размещение прибора в корпусе с высокой степенью пылевлагозащищенности IP66.

Доступные виды источников питания

В комплект поставки устройства обычно входит аккумуляторная батарея или аксессуары для подключения к источнику питания. Это может быть шлейф с разъемами, сетевой адаптер.

Возможность подключения к центральной системе сигнализации

Инфракрасные сигнальные датчики адаптированы для взаимодействия с различными контрольно-приемными панелями. В ряде модификаций предусмотрена подача тестовых сигналов на центральный блок и сигналов о разряде батареи.

Возможность настройки чувствительности

Датчики с регулируемой настройкой чувствительности имеют преимущество перед моделями без такой регулировки. Настройка производится поворотом колесика регулятора из положения max (high или +) в сторону отметки min (low или -).

Параметр настраивается таким образом, чтобы устройство не реагировало на мелких животных, но срабатывало при обнаружении человека.

Возможность скрытой установки

Существуют охранные датчики скрытой установки, встраиваемые в потолок или стену. Корпус устройства утапливается в заранее подготовленное отверстие, снаружи видна только оптика пироэлектрического элемента, осуществляющая круговое обнаружение.

Сферы применения

Высокотехнологичные устройства в равной степени востребованы в промышленности и на транспорте в качестве элементов контроля. Особое место датчикам отводится в охранных системах и системах жизнеобеспечения типа «умный дом».

Охранные системы

Охранные датчики считаются своего рода «чувствительными рецепторами» систем охранной сигнализации. Они помогают обнаружить преступника в помещении или на контролируемой территории, формируют и передают сигнал тревоги на пульт, извещая о необходимости принятия мер реагирования.

Системы «умного дома»

Обычно инфракрасным датчикам, интегрированным в систему «умный дом», отводится роль важнейшего компонента системы интеллектуального включения/выключения света (сенсора присутствия). С его помощью включаются светильники в помещениях дома или уличные фонари при появлении теплокровного объекта.

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации устройства производитель прописывает в руководстве по эксплуатации. В составе сопроводительной документацией оно передается покупателю при покупке товарной позиции.

Измеряем положение объекта при помощи инфракрасных датчиков: ИК-устройства от Honeywell S&C

11 сентября 2012

 

   

Подразделение Sensing and Control (S&C) компании Honeywell, мирового лидера в производстве датчиков, выпускает огромный спектр различных приборов, находящих применение в аэрокосмических, промышленных, медицинских и транспортных системах.

Honeywell S&C предлагает широкий набор решений, различающихся по электрическим параметрам, специальной маркировке, цоколевке и способам подключения, наличию или отсуствию встроенных интегральных микросхем (ИС), по типам корпусов (некоторые из этих корпусов сами по себе являются уникальными инженерными решениями), но, в целом, все выпускаемые Honeywell S&C ИК-устройства, служащие для определения положения объекта, можно объединить в следующие семейства:

  • ИК-излучатели (ИК-светодиоды)
  • ИК-приемники- устройства, состоящие как из одних лишь простейших элементов, ИК-фотодиодов и ИК-фототранзисторов (дарлингтоновских, либо одиночных), так и интегрированные, включающие в себя еще и триггер Шмитта с усилителем и выходным транзисторным каскадом.
  • ИК-датчики- оптопары просветного и отражательного типа
  • ИК-энкодеры- устройства, хотя и созданные на основе ИК-датчиков, но уже выдающие на выходе сигналы, на основе которых можно осуществлять простейший анализ перемещения отслеживаемого объекта (измеряются скорость и направление линейного перемещения, либо угла поворота). ИК-энкодер может как включать в себя встроенный излучатель, так и состоять из одного лишь датчика (в этом случае предполагается использование внешнего излучателя).

В отдельную категорию обычно выделяются ИК-датчики уровня жидкости (их мы в данной статье не рассматриваем).

В качестве излучателей чаще всего используются ИК-светодиоды на арсениде галлия (GaAs) и на алюмо-галлиевом арсениде (AlGaAs). Они отличаются длинной волны, на которую приходится максимум спектральных характеристик (соответственно 935 и 880 нм), а в качестве приемников — кремниевые фотодиоды или NPN фототранзисторы, как одиночные, так и составные. Следует отметить, что светодиоды на AlGaAs имеют мощность излучения примерно на 70% большую, чем светодиодоы на GaAs при том же прямом токе.

Поскольку в одной статье невозможно рассказать обо всех датчиках, излучателях и приемниках всех типов, выпускаемых Honeywell S&C в настоящее время, мы выбрали лишь несколько конкретных наименований каждого типа из тех, что уже наиболее известны российским разработчикам. Отметим еще, что эти выбранные нами наименования в жизни существуют, как правило, в нескольких «ипостасях». Иными словами, и в реальных полных заводских названиях, с которыми столкнется заказчик, к их наименованиям добавляются несколько цифр (например -001, -002 и пр.), характеризующих незначительные конструктивные отличия. Но это уже детали, которые можно посмотреть в соответствующих даташитах [1], и мы решили в данной обзорной статье не заострять на этом факте внимание, за исключением нескольких наименований. Теперь рассмотрим по порядку перечисленные выше классы устройств.

 

ИК-излучатели

ИК-излучатели Honeywell S&C (рисунок 1) построены, как было сказано выше, на базе светоизлучающих диодов и выпускаются в корпусах трех вариантов: металлическом, пластиковом и керамическом. Излучатели в металлическом корпусе имеют стеклянную линзу, которая обеспечивает превосходные оптические свойства. Сам металлический корпус позволяет рассеивать большую мощность и обеспечивает широкий температурный диапазон. Вся металлостеклянная конструкция придает стойкость к влажности и растворителям. За счет высочайшего качества исполнения излучатели в металлическом корпусе используются в оборонной, авиакосмической и медицинской промышленности. Рабочий температурный диапазон излучателей в металлическом корпусе составляет — -55…125°C. Пластиковые ИК-излучатели предназначены для монтажа в отверстия печатной платы, а керамические — для поверхностного монтажа.

 

 

Рис. 1. ИК-излучатель SEP8706-002 в пластиковом корпусе

ИК-излучатели в пластмассовом корпусе (см. табл. 1) широко применяются в решениях для индустрии. Могут так же, как и металлические, иметь линзовый купол (для фокусировки излучения) или плоское окно (для получения широкой диаграммы направленности). Пластмассовый или керамический корпус обеспечивает хорошую стойкость к коррозии, что позволяет использовать такие излучатели в агрессивных средах. Рабочий температурный диапазон излучателей в пластмассовом корпусе уже, чем у металлических. Он составляет — -40…85°C. Несмотря на то, что излучатели в пластмассовом и керамическом корпусах имеют меньшую мощность, за счет своей невысокой стоимости они более востребованы у разработчиков, чем излучатели в металлическом корпусе, если отсутствуют жесткие требования по температурному режиму.

Таблица 1. Типовые параметры ИК-излучателей в пластмассовом или керамическом корпусе

 

Характеристики/Наименование SEP8505 SEP8506 SEP8705 SEP8706 SEP8736 SME2470
Материал полупроводника GaAs GaAs AlGaAs AlGaAs AlGaAs AlGaAs
Тип корпуса T1 Боковое
излучение
T1 Боковое
излучение
Боковое излучение, линза Для поверхностного монтажа, стеклянная линза
Угол излучения, ° 15 50 15 50 10 24
Мощность излучения, мВт/см2 2…4 0,33…0,52 2,7…7,8 0,45…0,9 1,2…3,0 0,6
Максимум излучения, нм 935 935 880 880 880 880
Ширина спектра излучения, нм 50 50 80 80 80 80
Прямое падение напряжения, В 1,5 1,5 1,7 1,7 1,7 1,5
Способ монтажа В отверстия Поверхностный монтаж
Тип выводов Круглые d=0,46 мм Квадратные 0,51х0,51 мм2 SMT

Рассмотрим в качестве примера из таблицы выше арсенид-галлиевый инфракрасный светоизлучающий диод SEP8706. Он имеет серый дымчатый корпус с излучателем, расположенным на боковой поверхности корпуса. Как показано в таблице 1, его угол излучения составляет 50°, что вполне достаточно для большинства приложений. Спектральный максимум излучения находится на длине волны 880 нм. Механически и спектрально излучатель SEP8706 совместим с фототранзистором SDP8406, составным фототранзистором SDP8106 и датчиками с триггером Шмитта серий SDP8000/8600.

 

ИК-приемники

К ИК-приемникам (рис. 2), выпускаемым Honeywell S&C [2], относятся полупроводниковые кремниевые фотодиоды (см. рис. 3а), фототранзисторы (см. рис. 3б) , дарлингтоновские составные транзисторы (см. рис. 3в) и интегрированные фотодетекторы различных типов с логическим выходом на базе триггера Шмитта (см. рис. 3г, д, е).

 

 

Рис. 2. ИК-приемник SD5443-003 на базе кремниевого фототранзистора

 

 

 

Рис. 3. Функциональная организация фотоприемников: а — фотодиод; б — фототранзистор; в — составной фототранзистор; г — интегрированный с выходным транзистором по схеме ОЭ; д — интегрированный с двухтактным выходным каскадом; е — интегрированный с выходным транзистором по схеме ОЭ с открытым коллектором

 

 

ИК-фотодиодные детекторы

Фотодиодные детекторы (см. табл. 2) обеспечивают высокую линейность и высокоскоростной аналоговый выход. Чаще всего используются в энкодерах и устройствах для передачи данных. Для нормальной работы фотодиодных детекторов необходим внешний усилитель. Фотодиоды выпускаются в металлических, пластмассовых и керамических корпусах.

Таблица 2. ИК-фотодиодные детекторы  

Характеристика/Наименование SD1420(L) SD2420 SD5421 SD8276 SMD2420
Тип корпуса Коаксиальный, облуженный корпус «Мини-таблетка» TO-46, купольная линза Окно детектора на боковой стороне корпуса Для поверхностного монтажа, стеклянная линза
Диаграмма направленности, ° 24 48 18 50 28
Световой ток мин. , мА 5 7 40 4 6
Обратное напряжение пробоя, В 50 50 75 50 50
Время нарастания/спада, нс 50 50 15 50 20
Темновой ток (макс.), нА 5 20 20 50 5
Способ монтажа В отверстия платы Поверхностный монтаж
Тип выводов Круглые d=0,46 мм Отверстие 1,57 мм Круглые d=0,46 мм Круглые d=0,46 мм Квадратные 0,51х0,51 мм2

 

ИК-фототранзисторы

Основные характеристики некоторых типичных ИК-фототранзисторов (одиночных и дарлингтоновских) приведены в табл.  3. Кривые спектральных характеристик приведенных в таблице транзисторов имеют максимальное значение на длинне волны 880 нм, что указывает на тип полупроводника, использовавшегося при их производстве — алюмо-галлиевый арсенид. Они выпускаются как в металлических, так и в пластиковых корпусах.

Таблица 3. Основные характеристики некоторых ИК-транзисторов различных типов, выпускаемых Honeywell S&C  

Наименование/ Характеристики Тип корпуса Диаграмма направленности, ° Световой ток мин., мА Время нарастания/спада typ. Способ
монтажа
Тип выводов
Фототранзисторы в металлическом корпусе
SD1440(L) Коаксиальный луженый 24 3 15 мкс В отверстия платы Круглые d=0,46 мм
SD2440 «Мини-таблетка» 48 7 15 мкс Отверстие d=1,57 мм
SD3443 TO-46 с плоским окном 90 2 15 мкс Круглые d=0,46 мм
SD5443 TO-46 с купольной линзой 18 8 15 мкс Круглые d=0,46 мм
SD5491 TO-18 с купольной линзой 12 2 15 мкс Круглые d=0,46 мм
Фототранзисторы в пластмассовом корпусе
SDP8405 T1 20 12 15 мс В отверстия платы Квадратные 0,51х0,51 мм2
SDP8406 Окно детектора на боковой стороне корпуса 50 1,8 15 мс Квадратные 0,51х0,51 мм2
SDP8436 Окно детектора с коллиматором на боковой стороне корпуса 18 7 15 мс Квадратные 0,51х0,51 мм2
SMD2440 Керамический для поверхностного монтажа, стеклянная линза 28 1,5 15 мс Поверхностный монтаж SMT
Детекторы на составных фототранзисторах (схема Дарлингтона)
SD1410(L) Коаксиальный, облуженный 24 0,6 75 мс В отверстия платы Круглые выводы d=0,46 мм
SD2410 «Мини-таблетка» 48 1 75 мс Круглые выводы d=1,57 мм
SD3410 TO-46, плоское окно 90 0,6 75 мс Круглые выводы d=0,46 мм
SD5410 TO-46, купольная линза 12 2 75 мс Круглые выводы d=0,46 мм
SDP8105 T1 50 0,5 75 мс Квадратные выводы 0,51 мм
SDP8106 Окно детектора с коллиматором на боковой стороне корпуса 50 1 75 мс Квадратные выводы 0,51 мм

Фототранзисторы в металлическом корпусе используются в коммерческих и промышленных приложениях, в которых требуются фотоприемники с аналоговым выходом. Фототранзисторы имеют высокую нелинейность, и среднюю или высокую скорость отклика. Стеклянная линза обеспечивает великолепные оптические свойства. Фототранзисторы в металлическом корпусе имеют высокую допустимую рассеиваемую мощность, широкий температурный диапазон и стойкость к влаге и растворителям. Их рабочий температурный диапазон составляет -55…125°C.

Вот характеристики типичного фототранзистора в металлическом корпусе SD3443/5443 из таблицы выше: он построен на кремниевом NPN-фототранзисторе, в металлическом корпусе TO-46. Датчик SD3443 имеет плоское окно, обеспечивающее широкую диаграмму направленности, а датчик SD5443 снабжен линзой, позволяющей получить узкую диаграмму направленности. Корпуса TO-46 идеально подходят для работы в жестких условиях окружающей среды. Базовый вывод подключен к выводу корпуса для всех стандартных продуктов SD3443/SD5433. Механически и спектрально SD3443/SD5433 совместимы с ИК светодиодами SE3450/5450, SE3455/5455 и SE3470/5470.

Фототранзисторы в пластмассовом корпусе используются в коммерческих и промышленных приложениях с аналоговым выходом. Фототранзисторы обладают большой нелинейностью и малым или средним временем отклика. Стеклянные линзы обеспечивают превосходные оптические характеристики, а покрытие золотом и пластмассовый корпус препятствуют коррозии. Фототранзисторы выпускаются также в керамических корпусах для поверхностного монтажа с высококачественными стеклянными линзами. Фототранзисторы в пластмассовом корпусе идеально подходят для приложений, чувствительных к стоимости комплектующих. Рабочий температурный диапазон фототранзисторов в пластмассовом корпусе составляет -40…85°C.

 

Детекторы на составных фототранзисторах (схема Дарлингтона)

Детекторы на составных фототранзисторах обеспечивают нелинейный аналоговый выход с большим коэффициентом усиления по току. Используются для детектирования сверхслабых световых потоков, обеспечивают работу на больших дистанциях и имеют большое значение выходного тока.

 

Оптические детекторы с триггером Шмитта

Оптические детекторы с триггером Шмитта состоят из фотодиода, усилителя, триггера Шмитта и выходной ступени на транзисторе с нагрузочным резистором с сопротивлением 10 кОм, каскада с открытым коллектором или каскада с двухтактным выходом. Для повышения стабильности характеристик используется внутренний стабилизатор напряжения. Однокристальный фотодетектор с триггером Шмитта монтируется в металлостеклянном корпусе TO-46 с торцевым расположением фотодатчика или в пластмассовом корпусе с боковым расположением фотодатчика. Цифровой выход используется для обнаружения движения или для создания на его базе энкодеров. Основные характеристики этих детекторов приведены в табл. 4.

Таблица 4. Оптические детекторы с триггером Шмитта  

Наименование/ Характеристики Тип корпуса Материал корпуса Диаграмма направленности, ° Порог
включения
Выходная логика Напряжение питания, В Способ
монтажа
Тип
выводов
SD5600 TO-46 с линзовым куполом Металл 12 2,5 мВт/см2 max. Буфер 4,5…16 Крепежное отверстие Круглые выводы d=0,46 мм
SD5610 TO-46 с линзовым куполом Металл 12 2,5 мВт/см2 max. Инвертер 4,5…16 Крепежное отверстие Круглые выводы d=0,46 мм
SD5620 TO-46 с линзовым куполом Металл 12 0,25 мВт/см2 Буфер 4,5…16 Крепежное отверстие Круглые выводы d=0,46 мм
SD5630 TO-46 с линзовым куполом Металл 12 0,25 мВт/см2 Инвертер 4,5…16 Крепежное отверстие Круглые выводы d=0,46 мм
SD8600 Боковой детектор Пластмасса 50 2,5 мВт/см2 max. Буфер 4,5…12 Крепежное отверстие Квадратные выводы 0,51 мм
SD8610 Боковой детектор Пластмасса 50 2,5 мВт/см2 max. Инвертер 4,5…12 Крепежное отверстие Квадратные выводы 0,51 мм

Переходя к ИК-датчикам и энкодерам от Honeywell S&C, отметим, что они конструируются из уже имеющихся стандартных ИК-излучателей и ИК-приемников того же производителя. Например, отражательные датчики серии HOA0149 созданы на базе светодиода SEP8505 и фототранзистора SDP8405.

 

ИК-датчики

Инфракрасные датчики (рис.  4) положения, выпускаемые Honeywell S&C бывают просветного и отражательного типов.

 

 

Рис. 4. ИК-датчик положения HOA0708-001 с одиночным ИК-фототранзистором в качестве приемника

 

Датчики просветного типа

Эти датчики могут иметь в качестве ИК-фотоприемника как одиночный элемент — фототранзистор (простой или составной) или фотодиод, так и содержать в своей схеме усилитель, встроенный триггер Шмитта и выходные каскады различных типов. Датчики просветного типа выпускаются в разнообразных корпусах с различными вариантами крепления, различной шириной рабочего просвета и различным размером апертурной щели. Корпуса могут быть как металлическими, так и пластмассовыми. Детектор срабатывает, если в оптическом промежутке между излучателем и приемником оказывается непрозрачный предмет.

В табл. 5. читатель может видеть характеристики некоторых успешно применяющихся на российском рынке типичных представителей семейства просветных датчиков, выпускаемых Honeywell S&C, как с триггером Шмитта, так и без него. По другому ИК-датчики, содержащие в своем составе триггер Шмитта, называются в таком контексте интегрированными, чтобы подчеркнуть их отличие от датчиков, где приемником является простейший элемент — фотодиод, фототранзистор (одиночный, либо составной дарлингтоновский).

Таблица 5. Датчики просветного типа различных типов  

Наименование/ Характеристики Степень интеграции Аппертура Ширина слота, мм Выходная логика Длительность фронта/спада, нс Световой
ток, мА
Способ
монтажа
Способ подключения
HOA0825 Неинтегрированные d=1,52 мм 4,19 При перекрытии просвета – высокий выходной сигнал на выходе фототранзистора 15 0,5 Монтажное отверстие в корпусе датчика/через отверстия платы Квадратные выводы 0,51 мм
HOA086X 1,52×1,27 мм2 3,18 15 1 Монтажное отверстие в корпусе датчика/через отверстия платы Квадратные выводы 0,51 мм
HOA1874 d=1,52 мм 3,05 15 1,8 Монтажное отверстие в корпусе датчика Квадратные выводы 0,51 мм
HOA1877 d=1,52 мм 9,53 15 0,5 Монтажное отверстие в корпусе датчика Круглые выводы d=0,46 мм
HOA698X/ HOA699X Интегрированные 1,52×0,25 мм2; 1,52×1,27 мм2 3,18 Буфер/инвертер 70/70 Монтажное отверстие в корпусе датчика/в отверстия платы Выводы в виде проводов
HOA0963-T51 1,52×0,25 мм2; 1,52×1,27 мм2 3,18 Буфер/инвертер 60/15 Монтажное отверстие в корпусе датчика/в отверстия платы Квадратные выводы 0,51 мм

Характерный представитель просветных датчиков без триггера Шмитта — датчик HOA1874 содержит ИК светодиод SE1450/SEP8506 SD1440/SDP8406 (HOA1874-001, -002, -011, -012) или составной фототранзистор SD1410/SDP8106 (HOA1874-003, -013) помещенные в черный термопластиковый корпус. Датчики HOA1874-001, -002 и -003 имеют диаметр апертуры детектора 1,27 мм и используют компоненты в металлических корпусах, а датчики HOA1874-011, -012 и -013 имеют диаметр апертуры детектора 1,52 мм и выполнены из деталей в пластмассовых корпусах. Корпуса датчиков HOA1874-001, 002, 003 изготавливаются из ацетал-кополимера, а датчиков HOA1874-011, 012, 013 — из полиэстера.

Датчики просветного типа с триггером Шмитта состоят из расположенных друг напротив друга ИК-светодиода и фотодетектора с триггером Шмитта, помещенных в черный пластмассовый корпус. Выход фотодетектора переключается, когда поток излучения от светодиода перекрывается каким-либо непрозрачным предметом. Фотодетектор состоит из фотодиода, усилителя, стабилизатора напряжения и триггера Шмитта, сигнал с которого поступает на выходную ступень, представляющую собой NPN-транзистор с нагрузочным резистором сопротивлением 10 кОм, каскад с ОК или двухтактный каскад. Триггер Шмитта обеспечивает четкое однократное срабатывание датчика при прерывании оптического пути непрозрачным объектом.

Рассмотрим серию датчиков HOA096X/097X, имеющих триггер Шмита в своей конструкции. Здесь, в зависимости от конкретного наименования, имеется возможность выбора трех параметров датчика: размера апертуры детектора, конфигурации крепежных петель, материала корпуса. Выход датчика совместим с TTL-уровнями. Датчик обеспечивает высокую точность позиционирования объекта и может использоваться при большом уровне фоновой засветки.

Алгоритм работы:

  • Буфер- Если оптический путь заблокирован, то выход находится в состоянии с низким уровнем.
  • Инвертор- Если оптический путь заблокирован, то выход находится в состоянии с высоким уровнем.

Приборы HOA096X/097X могут применяться в датчиках присутствия, датчиках движения, энкодерах положения, датчиках границ и краев объекта, детекторах движения и счетчиках.

 

Датчики отражательного типа

Датчики отражательного типа имеют аналоговый выход за счет используемого в них фототранзистора и размещаются в литом корпусе. Используются в случае, если необходимо размещение излучателя и детектора не с разных сторон, как у просветных датчиков, а с одной стороны от обнаруживаемого объекта, который не является непрозрачным, или необходимо определение присутствия/положения объекта. Датчики выпускаются как с металлическими, так и с пластиковыми компонентами в зависимости от типа корпуса. Корпуса датчиков легко растворимы в хлороуглеродах и кетонах, поэтому для их очистки рекомендуется использовать метиловый или изопропиловый спирт (это относится также и к пластиковым энкодерам, о которых пойдет речь ниже). Некоторые примеры из известных отражательных ИК-датчиков Honeywell S&C приведены в таблице 6.

Таблица 6. Датчики отражательного типа  

Наименование/ Характеристики Световой ток, мА Прямой ток, мА Оптимальная точка отклика, мм Способ монтажа Тип выводов
HLC1395 0,6 10 1,02 Печатный Квадратные выводы 0,51 мм
HOA0149 1 40 3,80 Печатный или через отверстие d=2,16 мм
HOA0708 0,2 40 3,81 Печатный или 3,30х6,60 мм2 эллипт. отверстие
HOA1397 0,7 20 12,7 Печатный
HOA1404 0,8 30 5,08 В отверстие платы
HOA1405 0,8 30 5,08 В отверстие платы

Датчики серии HOA0708/0709 содержат ИК-светодиод и кремниевый NPN-фототранзистор (HOA0708-001, -011), или составной фототранзистор (HOA0709-001, -011), установленные рядом в одном корпусе таким образом, что их оптические оси пересекаются. Датчик отвечает на излучение ИК-светодиода только в том случае, если в их поле зрения появляется отражающий объект. В конструкцию HOA0708-011 и HOA0709-011 входят просветные ИК-фильтры для минимизации помех от фоновой засветки и имеют гладкие оптические поверхности для предотвращения оседания пыли. Датчики HOA0708/0709 имеют литые пластмассовые корпуса.

Имеются датчики с выходным каскадом на обычном или составном транзисторе. Они снабжены фильтрами от фоновой засветки и пыли. Для максимального отклика можно осуществлять фокусировку.

Датчик HOA1404 состоит из ИК-светодиода SE1450 и кремниевого NPN-фототранзистора SD1440 (HOA1404-001, -002) или составного фототранзистора SD1410 (HOA1404-003), расположенных на одной стороне корпуса и имеющих пересекающиеся оптические оси. Имеет черный корпус из термопластика. Детектор отвечает на ИК-излучение от источника, только если в его поле зрения появляется отражающий предмет. Датчики серии HOA1404 изготовлены в металлическом корпусе.

На сегодняшний день ИК-датчики различных типов широко распространены и находят применение в принтерах и копирах, измерительных системах и системах хранения данных, в системах управления движением, сканерах, системах автоматических транзакций, сканерах штрих-кодов, датчиках падения, медицинском оборудовании

 

Энкодеры

Энкодеры Honeywell S&C построены на просветном принципе (рис. 5).

 

 

Рис. 5. ИК-энкодер HOA0901-011 с триггером Шмитта

 

Функциональная схема их организации представлена на рис. 6.

 

 

Рис. 6. Функциональная схема ИК-энкодеров

 

Они могут иметь как собственный встроенный излучатель, так и быть рассчитанными на применение внешнего излучателя. В последнем случае энкодер состоит из одного лишь ИК-датчика-энкодера, который от обычного ИК-датчика отличается тем, что имеет в своем составе схему, позволяющую анализировать сдвиг по времени от поступающих световых импульсов (см. рис. 7).

Основные характеристики энкодеров различных типов представлены в таблице 7.

Таблица 7. Характеристики некоторых энкодеров  

Класс энкодера Датчики энкодеров Просветные энкодеры
Модель энкодера HLC2701 HLC2705 HOA0901 HOA0902
Тип Чувствительный элемент на боковой поверхности корпуса Чувствительный элемент на боковой поверхности корпуса Просветный
Разрешающая способность,мм 0,03 0,46 0,03 0,46
Ширина тахо-импульса, мс 3…20 3…20
Активный уровень
тахо-импульса, В
0,4 0,4
Время нарастания/спада выходного сигнала, нс 100 100
Напряжение питания, В 4,5…5,5
Пособ монтажа Через отверстия в плате Через отверстия в плате Два отверстия в корпусе (-012) или на печатную плату (-011) Два отверстия в корпусе (-012) или на печатную плату (-011)
Тип контактов Квадратные выводы 0,51 мм

 

«Половинки» энкодеров, состоящие только из приемников

Датчики энкодеров представляют собой монолитные ИС, состоящие из трех фотодиодов, усилителей и триггеров Шмитта в выходной ступени. На выходе ИС устанавливаются NPN-транзисторы с внутренними нагрузочными резисторами сопротивлением 10 кОм. В состав ИС входит схема температурной компенсации мощности светодиода. На выходе энкодеры выдают два сигнала о характере перемещений отверстий диска или линейки, движущихся в просвете между излучателем и приемником (а эти диск или линейка, в свою очередь, соединенны с объектом, перемещение которого отслеживается). В зависимости от конструкции энкодера, этими двумя выходными сигналами являются либо смещенные по фазе друг относительно друга последовательности трапецеидальных импульсов, либо сигнал направления и последовательность тахоимпульсов. Ширина таких тахо-импульсов показана в таблице 7 (разумеется только для тех энкодеров, которые такие импульсы выдают).

 

Просветные энкодеры

Просветные энкодеры состоят из ИК-светодиода, напротив которого установлены три оптических датчика, помещенных в пластмассовый корпус. За один механический цикл прерывателя такой детектор генерирует два электрических импульса. Выходные сигналы дают информацию о скорости и направлении движения. Цифровой выход можно использовать как датчик присутствия или движения.

Например, датчик HOA0901, размещенный в черном термопластовом корпусе, содержит двухканальную ИС детектора HLC2701 и ИК-светодиод SEP8506. Типичное применение датчика — использование с прерывателем в виде диска с отверстиями (кодовый диск) для кодирования величины и направления вращения. Датчик используется в линейных и вращающихся энкодерах, в том числе в оптических мышах. На каждый механический цикл прерывателя генерируется по два электрических импульса, которые могут давать информацию о скорости и направлении.

ИС детектора содержит два светодиода, усилители и триггер Шмитта. На выходах установлены NPN-транзисторы с нагрузочными резисторами сопротивлением 10 кОм, что позволяет непосредственно управлять TTL-нагрузками. ИС снабжена схемой компенсации изменения выходной мощности ИК светодиода при изменении температуры. Оптически чувствительные области ИС имеют размер 0,203 мм в ширину и 0,381 мм в высоту с промежутком 0,0254 мм, при этом межцентровое расстояние составляет 0,229 мм, а общая ширина зоны чувствительности 0,432 мм.

Основное применение энкодеры находят в качестве основы для конструирования систем кодирования перемещений и вращения. Например, они используются в линейных и вращающихся энкодерах, в том числе — в оптических мышах и системах управления перемещением манипуляторов роботов.

 

Литература

1. Сайт Сенсорного Контроля Honeywell: www.honeywell.com/sensing    

2. Маргелов А., «Оптические датчики положения компании Honeywell». ЭК №8, 2004

3. Карпов В.Э. «Управление движения роботом с использованием энкодера» http://robofob.ru/materials/begin/mEncoder.pdf .

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

 

 

 

Набор изделий Honeywell S&C для морской нефте- и газодобычи

 

 

 

На проходившей с 30 апреля по 3 мая 2012 г. в США в хьюстонском Релайэнт-Центре конференции по технологиям морской добычи полезных ископаемых подразделение Honeywell S&C представило свой новый «портфельный» набор различных устройств, рекомендованных для повышения безопасности и производительности при разработке нефтяных и газовых месторождений.

 

Этот набор включает в себя:

 

  • Прецизионные датчики давления Model 425 и Model 427, обеспечивающие точность измерения 0,1 и 0,2% соответственно, и способные работать как с жидкой, так и с илистой средой.
  • Пыле-, брызго- и взрывозащищенные переключатели серии BX2, предназначенные для работы в опасных средах. Они также имеют специальное покрытие, которое позволяет им выдерживать кратковременное воздействие языков пламени и выхлопов горячего газа.
  • Беспроводные концевые выключатели- изделия, качество которых не уступает качеству уже широко распространенных под маркой MicroswitchTM обычных проводных концевых выключателей этой же фирмы. Беспроводной вариант удобно использовать там, где подвод проводов к обычному концевому выключателю невозможен, дорог, либо требует слишком много времени.
  • Беспроводные датчики положения XYRTM 6000, новый продукт от Honeywell S&C, предназначенный для отслеживания в удаленном режиме состояния различных клапанов. Это устройство, как и перечисленные выше, также предназначено для работы в тяжелых средах.
  • Целый набор различных датчиков (давления, температуры, усилия и момента вращения), которые найдут применение в различных буровых установках и погружных платформах.

Устройства, входящие в вышеперечисленный набор, обладают повышенными прочностными показателями и надежностью, которые особенно важны для электронных компонентов, использующихся в нефте­газовом оборудовании.

•••

Наши информационные каналы

Простейший сканер ИК-пультов дистанционного управления — radiohlam.ru

Многие радиолюбители хотели бы использовать для управления самодельными девайсами имеющиеся у них в наличии пульты управления от бытовой техники. Согласитесь, это гораздо удобнее, чем ваять для своих девайсов специальные пульты. Однако здесь возникает маленькая проблемка. Для того, чтобы ваш девайс реагировал на какой-то пульт и при этом отличал одни нажатые на пульте кнопки от других — необходимо знать протокол передачи данных пульта и коды нажимаемых кнопок. Причём, если протокол зачастую написан на самом пульте, то найти коды кнопок обычно практически нереально.

Описанное ниже устройство позволяет увидеть, услышать и записать на компьютер посланный пультом сигнал, ну и, соответственно, определить протокол передачи данных, коды нажатых кнопок, да и просто убедиться в исправности ИК-пульта в конце концов.

Заинтригованы, что же это за девайс? На самом деле идея очень и очень простая. Сигналы ИК-пультов достаточно низкочастотные и записать их можно с помощью обычной звуковой карты в обычный звуковой файл. После этого можно открыть записанный файл в любом звуковом редакторе (например, GoldWave) и посмотреть длительности импульсов, пауз и другую интересующую нас информацию.

Схема:

  1. U1 — стабилизатор питания LM7805
  2. U2 — интегральный фотоприёмник ILMS5360
  3. C1 — конденсатор 6,8 мкФ
  4. C2, С3 — конденсаторы 0,1 мкФ
  5. R1, R2 — резисторы 10 кОм и 2,2 кОм

Устройство подключается в разъём line-in звуковой карты компьютера. Соответственно, в микшере надо настроить вывод и запись звука от входа line-in. Свидетельством того, что ИК-сигналы нормально принимаются устройством и звуковой картой, служат характерные бипы из колонок при нажатии на кнопки пульта.

Поскольку девайс потребляет мизерный ток, то запитать его можно от любого источника, напряжением 6..15 Вольт, например, от 5 батареек AA или от Кроны.

Для того, чтобы иметь возможность подстраивать амплитуду снимаемого звуковой картой сигнала, можно заменить резисторы R1, R2 на подстроечник 10-47 кОм (крайние выводы подключить на общий провод и выход фотоприёмника, а средний — на вход звуковой карты). Теперь у нас половина подстроечника — это как бы резистор R1, а другая половина — резистор R2. Вращая ручку подстроечника мы будем изменять номиналы R1, R2 и, соответственно, коэффициент деления образумого этими резисторами делителя напряжения, с которого мы и снимаем сигнал.

Фото готового девайса:

Печатная плата (DipTrace 2.1)

Фотоприёмник ILMS5360 рассчитан на частоту несущей 36 кГц, тем не менее сигналы на частоте несущей 38 кГц он тоже принимает, просто к этим сигналам у него гораздо более плохая чувствительность, поэтому посылать их нужно с близкого расстояния, практически в упор к фотоприёмнику.

Ниже приведён пример записанного ИК-сигнала, как он выглядит в звуковом редакторе:

Если вы хоть немного разбираетесь в протоколах ИК-пультов (если нет — почитайте описания некоторых протоколов), то по этому скану вам будет очевидно, что в данном случае имеет место манчестерское кодирование (потому что паузы и импульсы одной ширины), ну а дальше уже дело техники.

Вот и всё, удачи!

Принципиальная схема

, типы, работающие с приложениями

ИК-технология используется в повседневной жизни, а также в различных отраслях промышленности. Например, телевизоры используют ИК-датчик, чтобы понимать сигналы, передаваемые с пульта дистанционного управления. Основными преимуществами ИК-датчиков являются низкое энергопотребление, их простой дизайн и удобные функции. ИК-сигналы не заметны человеческому глазу. ИК-излучение в электромагнитном спектре можно найти в областях видимого и микроволнового диапазона.Обычно длины волн этих волн колеблются от 0,7 мкм 5 до 1000 мкм. ИК-спектр можно разделить на три области: ближний инфракрасный, средний и дальний инфракрасный. Длина волны ближнего ИК-диапазона находится в диапазоне 0,75–3 мкм, длина волны среднего инфракрасного диапазона составляет от 3 до 6 мкм, а длина волны инфракрасного излучения в дальнем ИК-диапазоне превышает 6 мкм.

Что такое инфракрасный датчик / инфракрасный датчик?

Инфракрасный датчик - это электронное устройство, которое излучает, чтобы ощущать некоторые аспекты окружающей среды.Инфракрасный датчик может измерять тепло объекта, а также обнаруживать движение. Эти типы датчиков измеряют только инфракрасное излучение, а не излучают его, что называется пассивным ИК-датчиком. Обычно в инфракрасном спектре все объекты излучают тепловое излучение в той или иной форме.


Инфракрасный датчик

Эти типы излучения невидимы для наших глаз, которые могут быть обнаружены инфракрасным датчиком. Излучатель - это просто ИК-светодиод (светоизлучающий диод), а детектор - это просто ИК-фотодиод, чувствительный к ИК-свету той же длины волны, что и ИК-светодиод.Когда инфракрасный свет падает на фотодиод, сопротивление и выходное напряжение изменяются пропорционально величине принимаемого инфракрасного света.

Принцип работы

Принцип работы инфракрасного датчика аналогичен принципу работы датчика обнаружения объекта. Этот датчик включает в себя ИК-светодиод и ИК-фотодиод, поэтому, комбинируя эти два, можно сформировать оптопару или оптрон. Законы физики, используемые в этом датчике, - это излучение планки, смещение Стефана Больцмана и Вайнса.

ИК-светодиод - это передатчик, излучающий ИК-излучение. Этот светодиод похож на стандартный светодиод, и генерируемое им излучение не видно человеческому глазу. Инфракрасные приемники в основном обнаруживают излучение с помощью инфракрасного передатчика. Эти инфракрасные приемники доступны в виде фотодиодов. ИК-фотодиоды отличаются от обычных фотодиодов, потому что они регистрируют просто ИК-излучение. В основном существуют различные типы инфракрасных приемников в зависимости от напряжения, длины волны, комплектации и т. Д.

Если он используется как комбинация ИК-передатчика и приемника, длина волны приемника должна равняться длине волны передатчика. Здесь передатчиком является ИК-светодиод, а приемником - ИК-фотодиод. Инфракрасный фотодиод реагирует на инфракрасный свет, который генерируется инфракрасным светодиодом. Сопротивление фотодиода и изменение выходного напряжения пропорциональны полученному инфракрасному свету. Это основной принцип работы ИК-датчика.

Как только инфракрасный передатчик генерирует излучение, он достигает объекта, и часть излучения отражается обратно в инфракрасный приемник.Выходной сигнал датчика может определяться ИК-приемником в зависимости от интенсивности ответа.

Типы инфракрасных датчиков

Инфракрасные датчики подразделяются на два типа, такие как активный ИК-датчик и пассивный ИК-датчик.

Активный инфракрасный датчик

Этот активный инфракрасный датчик включает в себя как передатчик, так и приемник. В большинстве случаев в качестве источника используется светоизлучающий диод. Светодиод используется в качестве инфракрасного датчика, не создающего изображения, тогда как лазерный диод используется в качестве инфракрасного датчика изображения.

Эти датчики работают за счет энергетического излучения, получаемого и обнаруживаемого посредством излучения. Кроме того, его можно обработать с помощью процессора сигналов для извлечения необходимой информации. Лучшими примерами этого активного инфракрасного датчика являются датчик отражения и светового пучка.

Пассивный инфракрасный датчик

Пассивный инфракрасный датчик включает только детекторы, но не включает передатчик. Эти датчики используют такой объект, как передатчик или источник ИК-излучения. Этот объект излучает энергию и обнаруживается через инфракрасные приемники.После этого процессор сигналов используется для понимания сигнала и получения необходимой информации.

Лучшими примерами этого датчика являются пироэлектрический детектор, болометр, термопара-термобатарея и т. Д. Эти датчики подразделяются на два типа, такие как тепловые ИК-датчики и квантовые ИК-датчики. Тепловой ИК-датчик не зависит от длины волны. Источник энергии, используемый этими датчиками, нагревается. Тепловые извещатели отличаются медленным срабатыванием и временем обнаружения. Квантовый ИК-датчик зависит от длины волны, и эти датчики обладают высоким временем отклика и обнаружения.Эти датчики нуждаются в регулярном охлаждении для конкретных измерений.

Схема цепи инфракрасного датчика

Схема инфракрасного датчика является одним из основных и популярных сенсорных модулей в электронном устройстве. Этот датчик аналогичен зрительным чувствам человека, которые можно использовать для обнаружения препятствий, и это одно из распространенных приложений в режиме реального времени. Эта схема состоит из следующих компонентов:

  • LM358 IC 2 Пара ИК-передатчика и приемника
  • Резисторы с номинальным сопротивлением килоом.
  • Резисторы переменные.
  • Светодиод (светоизлучающий диод).
Схема инфракрасного датчика

В этом проекте секция передатчика включает ИК-датчик, который непрерывно передает ИК-лучи, которые принимаются модулем ИК-приемника. Выходной ИК-разъем приемника различается в зависимости от приема ИК-лучей. Поскольку это изменение не может быть проанализировано как таковое, этот выход может быть подан на схему компаратора. Здесь в качестве схемы компаратора используется операционный усилитель (ОУ) LM 339.

Когда ИК-приемник не принимает сигнал, потенциал на инвертирующем входе становится выше, чем на неинвертирующем входе компаратора IC (LM339). Таким образом, выходной сигнал компаратора становится низким, но светодиод не светится. Когда модуль ИК-приемника получает сигнал, потенциал на инвертирующем входе понижается. Таким образом, выходной сигнал компаратора (LM 339) становится высоким, и светодиод начинает светиться.

Резистор R1 (100), R2 (10 кОм) и R3 (330) используются для обеспечения прохождения не менее 10 мА тока через ИК-светодиодные устройства, такие как фотодиоды и обычные светодиоды соответственно.Резистор VR2 (предустановка = 5 кОм) используется для регулировки выходных клемм. Резистор VR1 (предустановка = 10к) используется для настройки чувствительности схемы. Подробнее об ИК-датчиках.

Схема ИК-датчика с использованием транзистора

Принципиальная схема ИК-датчика с использованием транзисторов, а именно обнаружения препятствий с помощью двух транзисторов, показана ниже. Эта схема в основном используется для обнаружения препятствий с помощью ИК-светодиода. Таким образом, эта схема может быть построена на двух транзисторах типа NPN и PNP. Для NPN используется транзистор BC547, тогда как для PNP используется транзистор BC557.Распиновка у этих транзисторов такая же.

Схема инфракрасного датчика с использованием транзисторов

В приведенной выше схеме один инфракрасный светодиод всегда включен, тогда как другой инфракрасный светодиод связан с выводом базы транзистора PNP, поскольку этот инфракрасный светодиод действует как детектор. Необходимые компоненты этой схемы ИК-датчика включают резисторы 100 Ом и 200 Ом, транзисторы BC547 и BC557, светодиоды, ИК-светодиоды-2. Пошаговая процедура , как сделать схему инфракрасного датчика, включает следующие шаги.

  • Подключите компоненты согласно принципиальной схеме, используя необходимые компоненты.
  • Подключите один инфракрасный светодиод к клемме базы транзистора BC547.
  • Подключите инфракрасный светодиод к клемме базы того же транзистора.
  • Подключите резистор 100 Ом к остаточным контактам инфракрасных светодиодов.
  • Подключите клемму базы транзистора PNP к клемме коллектора транзистора NPN.
  • Подключите светодиод и резистор 220 Ом в соответствии с подключением на принципиальной схеме.
  • Как только подключение схемы выполнено, подает питание на схему для тестирования.
Схема работает

Как только инфракрасный светодиод обнаружен, отраженный свет от объекта активирует небольшой ток, который будет проходить через детектор инфракрасных светодиодов. Это активирует транзистор NPN и PNP; поэтому светодиод загорится. Эта схема применима для создания различных проектов, таких как автоматические лампы, которые активируются, когда человек приближается к источнику света.

Цепь охранной сигнализации с использованием ИК-датчика

Эта ИК-схема охранной сигнализации используется у входов, дверей и т. Д. Эта схема издает звуковой сигнал, чтобы предупредить заинтересованное лицо, когда кто-то пересекает ИК-луч. Когда инфракрасные лучи не видны людям, эта схема работает как скрытое устройство безопасности.

Цепь охранной сигнализации с использованием ИК-датчика

Необходимые компоненты этой схемы в основном включают NE555IC, резисторы R1 и R2 = 10 кОм и 560, D1 (ИК-фотодиод), D2 (ИК-светодиод), конденсатор C1 (100 нФ), S1 (кнопочный переключатель) , B1 (зуммер) и источник постоянного тока 6В.
Эту схему можно подключить, расположив инфракрасный светодиод, а также инфракрасные датчики на двери напротив друг друга. Так что ИК-луч может правильно попадать на датчик. В нормальных условиях инфракрасный луч всегда падает на инфракрасный диод, и выходной сигнал на контакте 3 будет оставаться в низком состоянии.

Этот луч будет прерван, когда твердый объект пересечет луч. Когда ИК-луч разбивается, цепь активируется, и выход переключается в состояние ВКЛ. Состояние выхода сохраняется до его перенастройки путем закрытия переключателя, что означает, что когда прерывание луча отключается, сигнал тревоги остается включенным.Чтобы другие не могли отключить сигнализацию, переключатель цепи или сброса должен быть расположен вдали или вне поля зрения инфракрасного датчика. В этой схеме подключен зуммер «B1» для создания звука со встроенным звуком, и этот встроенный звук может быть заменен альтернативными звонками, иначе громкой сиреной в зависимости от требований.

Преимущества

К преимуществам ИК-датчика относятся следующие:

  • Он потребляет меньше энергии
  • Обнаружение движения возможно при наличии или отсутствии света примерно с одинаковой надежностью.
  • Им не нужен контакт с объектом для обнаружения
  • Нет утечки данных из-за направления луча
  • Эти датчики не подвержены окислению и коррозии
  • Помехозащищенность очень высокая

Недостатки

К недостаткам ИК-датчика относятся следующие:

  • Требуется прямая видимость
  • Диапазон ограничен
  • На них могут влиять туман, дождь, пыль и т. д.
  • Меньшая скорость передачи данных

Применение ИК-датчика

ИК Датчики подразделяются на разные типы в зависимости от области применения.Некоторые из типичных применений различных типов датчиков. Датчик скорости используется для синхронизации скорости нескольких двигателей. Датчик температуры используется для промышленного контроля температуры. Датчик PIR используется для системы автоматического открывания дверей, а ультразвуковой датчик используется для измерения расстояния.

Инфракрасные датчики

используются в различных проектах на основе датчиков, а также в различных электронных устройствах, которые измеряют температуру, которая обсуждается ниже.

Радиационные термометры

Инфракрасные датчики используются в радиационных термометрах для измерения температуры в зависимости от температуры и материала объекта, и эти термометры имеют некоторые из следующих характеристик

  • Измерение без прямого контакта с объектом
  • Более быстрый отклик
  • Простые измерения образца
Мониторы пламени

Эти типы устройств используются для обнаружения света, излучаемого пламенем, и для наблюдения за тем, как горит пламя.Свет, излучаемый пламенем, распространяется от УФ-до ИК-диапазонов. PBS, PbSe, двухцветный детектор, пироэлектрический детектор - вот некоторые из наиболее часто используемых детекторов, используемых в мониторах пламени.

Анализаторы влажности

Анализаторы влажности используют длины волн, которые поглощаются влагой в ИК-диапазоне. Объекты облучают светом с этими длинами волн (1,1 мкм, 1,4 мкм, 1,9 мкм и 2,7 мкм), а также с эталонными длинами волн.

Свет, отраженный от объектов, зависит от содержания влаги и обнаруживается анализатором для измерения влажности (отношение отраженного света на этих длинах волн к отраженному свету на эталонной длине волны).В GaAs-PIN-фотодиодах фотопроводящие детекторы Pbs используются в схемах анализаторов влажности.

Газоанализаторы

ИК-сенсоры используются в газоанализаторах, которые используют характеристики поглощения газов в ИК-области. Для измерения плотности газа используются два типа методов: диспергирующий и недисперсный.

Дисперсия: Излучаемый свет разделен спектроскопически, и его характеристики поглощения используются для анализа ингредиентов газа и количества пробы.

Без диспергирования: Это наиболее часто используемый метод, в котором используются характеристики поглощения без разделения излучаемого света. В недисперсных типах используются дискретные оптические полосовые фильтры, аналогичные солнцезащитным очкам, которые используются для защиты глаз от нежелательного УФ-излучения.

Этот тип конфигурации обычно называют технологией недисперсного инфракрасного излучения (NDIR). Этот тип анализатора используется для газированных напитков, в то время как недисперсный анализатор используется в большинстве коммерческих ИК-приборов для выявления утечек топлива из выхлопных газов автомобилей.

Устройства формирования ИК-изображений

Устройства формирования ИК-изображений - одно из основных применений ИК-волн, в первую очередь благодаря своему невидимому свойству. Он используется для тепловизоров, приборов ночного видения и т. Д.

Например, вода, камни, почва, растительность и атмосфера, а также ткани человека излучают ИК-излучение. Тепловые инфракрасные детекторы измеряют это излучение в инфракрасном диапазоне и отображают пространственное распределение температуры объекта / области на изображении. Тепловизоры обычно состоят из датчиков Sb (антимонит индия), Gd Hg (германий, легированный ртутью), Hg Cd Te (теллурид кадмия).

Электронный детектор охлаждается до низких температур с помощью жидкого гелия или жидкого азота. Затем Охлаждение детекторов гарантирует, что лучистая энергия (фотоны), регистрируемая детекторами, исходит от местности, а не от температуры окружающей среды объектов внутри самого сканера и электронных устройств, формирующих инфракрасные изображения.

Ключевые области применения инфракрасных датчиков в основном следующие.

  • Метеорология
  • Климатология
  • Фото-биомодуляция
  • Анализ воды
  • Детекторы газа
  • Анестезиологические испытания
  • Разведка нефти
  • Безопасность железных дорог

Итак, это все о цепи инфракрасного датчика с рабочими и приложениями.Эти датчики используются во многих проектах электроники на основе датчиков. Мы полагаем, что вы могли лучше понять этот ИК-датчик и принцип его работы. Кроме того, любые сомнения относительно этой статьи или проектов, пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, может ли инфракрасный термометр работать в полной темноте?

Фото:

Инфракрасные детекторы поездов, инфракрасные датчики приближения


• MRD1-V (переменная задержка) инструкция по установке [pdf]
• О номиналах контактов реле

Как:
• Установите ИК-датчики.
• Подключитесь к сигналу зеленого / красного светодиода.
• Подключение к декодеру Digitrax LocoNet ™
• Подключение к декодеру Märklin s88


Задержка отключения непрерывного режима:
как долго детектор остается включенным
после того, как поезд очищает датчик.


В этом видео Роб Маккрейн показывает, как подключить MRD1-V к простому два светодиода путевые сигналы.


• MRD1-NV (неизменяемая задержка) инструкция по установке [pdf]

• Как установить ИК-датчики


Активация «После вылета»

Необходимо активировать аксессуар макета после того, как поезд отправится из определенного места?
Версия MRD1-V-AD сделает это за вас.

Вы настраиваете, как долго цепь ожидает перед включением аксессуара, от 1/2 до 20 секунд после того, как конец поезда покидает датчик.
Вы выбираете, будет ли аксессуар включаться мгновенно (1/2 секунды) или постоянно.

MRD1 - простой и простой

  • Одиночный датчик положения, обнаруживает поезд в одной точке пути.
  • Включает оптические датчики с 2-фут. проволочные выводы.
  • При активации контакт бортового реле замыкается. Вы подключаете свою схему к этому релейному контакту, он работает как переключатель включения / выключения для вашей схемы.
  • Выходной контакт рассчитан на 3 А.
  • Для управления более высокими токами используйте реле вспомогательной мощности
  • Компактный размер: 1.7 x 1,5 x 0,7 дюйма
  • Требуемая мощность: от 8 до 16 В переменного или постоянного тока, 40 мА.
MRD1 доступен в двух версиях, MRD1-V и MRD1-NV, описанных ниже:

MRD1-V версия с переменной задержкой

Используя встроенный регулятор задержки, вы выбираете один из двух режимов работы:

Поверните регулятор задержки против часовой стрелки от центра, чтобы вставить MRD1-V в одноразовый режим.

В однократном режиме прибытие поезда активирует детектор, замыкая контакт реле. Внутренний таймер немедленно начинает отсчет, и когда он достигает своего предела, он отключает датчик, размыкая контакт реле.

Извещатель всегда активируется на один и тот же промежуток времени, независимо от того, находится ли поезд на датчике или нет.

Вы устанавливаете продолжительность активации с помощью регулятора задержки.Полностью поверните его против часовой стрелки на время включения минимум 1/3 секунды. Поверните его обратно к центру, чтобы увеличить время включения, до 14 секунд.


Поверните регулятор задержки по часовой стрелке от центра, чтобы вставить MRD1-V. непрерывный режим.

В непрерывном режиме прибытие поезда активирует детектор, замыкая контакт реле.Пока поезд находится на датчике, контакт реле остается замкнутым («включенным»).

После того, как поезд очистит датчик, детектор остается активным в течение короткого времени, называемого «задержка отключения». По истечении задержки отпускания контакт реле размыкается (выключается).

Вы устанавливаете время задержки отпускания с помощью регулятора задержки.Полностью поверните его по часовой стрелке, чтобы выбрать минимальную задержку отпускания в 1/3 секунды. Поверните его обратно к центру, чтобы выбрать более длительную задержку отключения, до 14 секунд.


MRD1-NV версия с неизменяемой (фиксированной) задержкой

Одиночный детектор, как указано выше, который всегда работает в непрерывном режиме с фиксированной задержкой отключения в одну секунду.

MRD1-V-AD с переменной задержкой, которая активирует После вылета

Одиночный датчик, как указано выше, который активирует аксессуар после того, как конец поезда очистит ИК-датчик.

Распиновка, характеристики, эквивалент и техническое описание

Конфигурация контактов

Номер контакта

Имя контакта

Описание

1

Земля

Подключен к заземлению цепи

2

Vcc

Обычно подключается к + 5В, может подаваться максимум 6В

3

сигнал

Сигнальный контакт выдает последовательность на основе обнаруженного ИК-сигнала

TSOP-1738 Характеристики

  • Минимальное и максимальное входное напряжение -0.3 и 5В соответственно. Обычно используется + 5В.
  • Может обнаруживать ИК-сигналы от пультов дистанционного управления (38 кГц)
  • Рабочий ток: 5 мА
  • Большой радиус действия и широкая зона покрытия.
  • Будет реагировать только на ИК-сигналы из-за высокой устойчивости к окружающему свету
  • Низкое энергопотребление
  • Имеет встроенный предусилитель
  • Совместимость с TTL и CMOS

Примечание: Полную техническую информацию можно найти в таблице данных TSOP1738 в конце этой страницы.

TSOP1738 Эквивалентные ИК-приемники

SM0038, TSOP-17XX

Где использовать датчик TSOP-1738

Датчик TSOP имеет возможность считывать выходные сигналы с домашних пультов дистанционного управления, таких как пульт от телевизора, пульт домашнего кинотеатра, пульт переменного тока и т. Д. Все эти пульты дистанционного управления будут работать с частотой 38 кГц, и эта ИС может улавливать любой процесс ИК-сигналов. их и обеспечьте выход на выводе 3.Так что если вы ищете датчик для анализа, воссоздания или дублирования функций пульта дистанционного управления, то эта ИС станет для вас идеальным выбором.

Также имейте в виду, что эта серия TSOP-17 38 будет принимать ИК-сигналы только 38 кГц. Все пульты в Индии будут работать на частоте 38 кГц, убедитесь, что в вашей стране такая же частота.

Как проверить и использовать датчик TSOP-1738

TSOP-1738 - это датчик ИК-приемника , который можно использовать для приема ИК-сигналов с частотой 38 кГц.Датчик работает от 5 В и потребляет около 5 мА для работы. Обычно сигнальный контакт (контакт 3) IC подключен к микроконтроллеру для анализа полученного ИК-сигнала. Но давайте предположим, что вы только что приобрели ИС и хотите проверить, что она работает. Для этого просто подключите TSOP, как показано на тестовой схеме ниже

.

Теперь используйте любой ИК-пульт, который валяется у вас дома, и нажмите любую кнопку на нем. Вы должны заметить, что зеленый светодиод мигает каждый раз, когда вы нажимаете любую кнопку.Это просто для того, чтобы датчик работал так, как должен. Теперь вы можете перейти к любому MCU или MPU для декодирования принятого ИК-сигнала. После декодирования ИК-сигнала вы можете воссоздать его с помощью ИК-бластера.

TSOP-1738 Приложения

  • Прием ИК-сигналов
  • Дистанционное декодирование сигналов
  • Анализировать, воссоздавать или дублировать удаленные сигналы
  • Приложения беспроводного управления
  • Схема приемника для ИК-пульта ДУ
  • ИК-пульт дистанционного тестера цепей

2D модель детали

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *