|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK IR-Kommunikationsleitung im Einbruchmelder. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Sicherheit Wenn sich die Verlegung von Kabelleitungen als unmöglich erweist und der Einsatz von Funk aus dem einen oder anderen Grund schwierig ist, wird bei der Erstellung von Sicherheitssystemen häufig auf die Infrarot-Technologie (IR) zurückgegriffen. Dieser Artikel beschreibt einen IR-Sender, der von einem Funkamateur hergestellt werden kann, der nicht viel Erfahrung in der Entwicklung solcher Geräte hat. Große Störungen der in Russland für Sicherheitssysteme zugelassenen Funkkanäle (26 kHz und 945 kHz), die einfache Blockierung dieser Kanäle sowie verschiedene administrative und finanzielle Hindernisse, die bei der Verwendung von Funk in Sicherheitsalarmgeräten auftreten, zwingen uns, nach anderen Mitteln der drahtlosen Kommunikation zu suchen . Mit dem Aufkommen von Halbleiteremittern, die leistungsstarke IR-Blitze erzeugen können, ist diese Möglichkeit Wirklichkeit geworden. In Abb. Abbildung 1 zeigt ein Diagramm des IR-Senders. Auf den Elementen DD1.1 und DD1.2 ist ein Taktgenerator mit einer Frequenz von 32 Hz aufgebaut. DD768 ist ein Zähler, an dessen Ausgang 3 Impulse mit einer Frequenz von 11 Hz und am Ausgang 16 - 14 Hz anliegen. Die Elemente DD2-DD2.1 bilden einen Schalter. An seinem Ausgang (DD2.4) erscheinen Impulse mit einer Frequenz von 2.4 oder 2 Hz, abhängig vom Spannungspegel an Pin 16 des DD5-Elements.
Im Standby-Modus ist die Sicherheitsschleife geschlossen und Pin 5 von DD2.1 ist niedrig. Ein hoher Pegel am Ausgang des Elements DD2.2 ermöglicht den Durchgang von Impulsen mit einer Frequenz von 2 Hz durch das Element DD2.3. Der Ausgang von DD2.1 ist ebenfalls hoch, sodass die Impulse auch über das Element DD2.4 folgen. Wenn die Sicherheitsschleife unterbrochen wird, erscheint an Pin 5 von DD2.1 ein hoher Pegel und Impulse mit einer Frequenz von 16 Hz passieren dieses Element. Der Ausgang des Elements DD2.2 ist niedrig, daher ist der Durchgang von Impulsen durch DD2.3 verboten. Der Ausgang von DD2.3 ist hoch und Impulse mit einer Frequenz von 16 Hz passieren das Element DD2.4. Die P1C1-Schaltung eliminiert den Einfluss von Störungen auf die Sicherheitsschleife. Die Differenzierschaltung P5C3 und die Elemente DD1.4-DD1.6 bilden aus dem vom Ausgang DD2.4 kommenden Mäander kurze Impulse mit einer Dauer von 10 µs. Der im Kollektorkreis des Transistors VT1 entstehende Strom erregt die IR-Diode BI1 und es werden kurze IR-Blitze in den Weltraum abgestrahlt. Der Sender sendet also immer etwas aus: entweder seltene Impulse, wenn kein Grund zum Alarm besteht, oder häufige im Alarmmodus. Der wichtigste Parameter eines IR-Senders ist, wie bei jedem Element der Sicherheitsausrüstung, seine Effizienz im Standby-Modus. In der Tabelle Abbildung 1 zeigt die Abhängigkeit des vom Sender aufgenommenen Stroms Ipot von der Versorgungsspannung Upit. Im Alarmsignalübertragungsmodus erhöht sich Ipot um ca. 10 %.
Durch den geringen Stromverbrauch können Sie eine Notstromquelle direkt in das Sendergehäuse einbauen, ohne dessen Abmessungen zu vergrößern. Dies könnten beispielsweise Sechs-Volt-Batterien GP11A, E11A (Durchmesser 10,3 und Höhe 16 mm) oder GP476A, KS28, K28L sein. (Durchmesser 13 und Höhe 25 mm) usw. Die Dauer des Dauerbetriebs mit einer solchen Quelle beträgt mehrere hundert Stunden. In der Tabelle dargestellt. 1 erlaubt die Abhängigkeit des Stroms durch die IR-Diode Iimp von der Versorgungsspannung, die Leistung der vom Sender ausgesendeten IR-Blitze und dementsprechend seine „Reichweite“ zu beurteilen. Die Senderplatine besteht aus doppelseitigem Folien-Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1,5 mm. In Abb. 2a zeigt die Konfiguration der Leiter und in Abb. 2b zeigt die Platzierung der Teile. Die Folie auf der Teileseite (blau dargestellt) dient nur als gemeinsamer Draht. Die Stellen, an denen die Leitungen von Widerständen, Kondensatoren usw. angelötet sind, sind als geschwärzte Quadrate dargestellt, und die Verbindungen der „geerdeten“ Pins der Mikroschaltungen oder die Positionen der Drahtbrücken sind als Quadrate mit hellen Punkten in der Abbildung dargestellt Center.
In der Mitte der Platine wird ein Loch für eine IR-Diode gebohrt, deren Zuleitungen mit den entsprechenden Verlängerungen der aufgelegten Leiterbahnen verlötet werden. Die Kondensatoren C1, C2, C5 sind vom Typ KM-6 (Anschlüsse in eine Richtung) und C3 - KM-5a (Anschlüsse in verschiedene Richtungen). Die Elektrolytkondensatoren C4 und C6 können beliebiger Art sein, der Durchmesser des Kondensators C6 sollte jedoch nicht mehr als 10 mm betragen. Alle Widerstände sind MLT-0,125. Im Handel erhältliche IR-Dioden sind für den Betrieb in Fernbedienungsgeräten für Haushaltsradios konzipiert und haben ein ziemlich breites Strahlungsmuster – bis zu 25...300. Um die „Reichweite“ eines solchen Emitters zu erhöhen, müssen Sie eine Kondensorlinse verwenden (Abb. 3). Hier: 1 - Leiterplatte; 2 - IR-Diode; 3 - Sendergehäuse (schlagfestes Polystyrol 2...2.5 mm dick); 4 – Clip einer Standardlupe mit fünffacher Vergrößerung (es sollte ein „x5“-Symbol darauf sein); 5-Linse. Die Lupe wird an die Vorderwand des Gehäuses geklebt, in die ein Loch mit einem Durchmesser von 30...35 mm eingebracht wird. Kleber - Polystyrolstücke, gelöst in Lösungsmittel 647. Sie verwenden es auch, um den Körper selbst zu verkleben. Bei dem in der Zeichnung angegebenen Abstand zwischen der Basis der Lupe und der Leiterplatte erscheint die IR-Diode ungefähr im Fokus der Linse und die Senderstrahlung wird zu einem schmalen Strahl komprimiert. Dadurch wird die Leistung des IR-Signals am anderen Ende der Kommunikationsleitung erheblich erhöht.
Bei der Platzierung des Senders ist die sehr enge Richtcharakteristik seiner Strahlung zu berücksichtigen – die Montageeinheit muss eine präzise Ausrichtung des Senders und seine starre Fixierung in der besten Position ermöglichen. Sie können beispielsweise den Gelenkkopf einer Kamera oder Filmkamera verwenden und ihn an einer Wand, einem Fensterrahmen usw. installieren. Und Sie können diesen Knoten wie in Abb. 4. Die Befestigungseinheit besteht aus einem Stück Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1,5..2,5 mm, an dessen Enden Messingkreise angelötet sind (das können zum Beispiel alte Fünf-Kopeken-Münzen sein). Einer davon wird mit Schrauben an der Seitenwand des Strahlers befestigt (das Gewinde befindet sich in der Wand), der andere wird am Träger befestigt. Der Draht wird so gebogen, dass der Emitter die gewünschte Position einnimmt. Um starke Vibrationen zu vermeiden, sollte der Draht kürzer sein.
Tests haben gezeigt, dass der Sender bei einer Versorgungsspannung von 6 V eine Kommunikation in einer Entfernung von 70 m ermöglichen kann. Dies ist jedoch nicht die Grenze. Die Abhängigkeit des Abstands r vom Strom Iimp hat bei sonst gleichen Bedingungen die Form: r = KVIimp wobei K ein Koeffizient ist, der „andere Bedingungen“ berücksichtigt. Somit ist bei Upit = 10 V r = 100 m. Der Strom in der IR-Diode kann durch Wahl des Widerstands R7 erhöht werden: Iimp = (Upit-4)/R7. Dies muss jedoch mit Vorsicht erfolgen: In jeder Kombination aus Upit und R7 sollte die Stromamplitude in der IR-Diode 2 A nicht überschreiten, um Schäden zu vermeiden. Leider muss der maximal zulässige Wert des Pulsstroms bei IR-Dioden experimentell ermittelt werden; diese Angaben sind in der Regel nicht in der Referenzliteratur verfügbar. Eine deutliche Steigerung der Leistung von IR-Impulsen kann durch den Einsatz einer IR-Diode vom Typ AL123A und den Umbau des „Hochstrom“-Teils des Verstärkers erreicht werden, wie in Abb. 5.
In diesem Fall kann ein Impulsstrom Iimp = 10 A erreicht werden – zulässig für eine IR-Diode vom Typ AL123A. Der Widerstand R4 ist hausgemacht und aus Draht mit hohem Widerstand gewickelt. Die Länge des Kabels wird mit einem digitalen Ohmmeter oder gemäß der Tabelle bestimmt. 2.
Die Amplitude und Form des Stroms, der die IR-Diode anregt, wird durch den Anschluss eines Oszilloskops an den Widerstand R4 gesteuert. Der Strahlerkopf kann als separate Einheit gefertigt werden. Die Leiterplatte des leistungsstarken Verstärkers ist in Abb. dargestellt. 6.
Alle anderen Elemente des IR-Senders können als Fragment, das über ein dreiadriges Kabel mit dem IR-Kopf verbunden ist, in den elektronischen Teil des Sicherheitssystems eingebunden werden. Das schematische Diagramm des IR-Empfängers ist in Abb. dargestellt. 7. Die DA1-Mikroschaltung wandelt Stromimpulse, die in der BL-1-Fotodiode unter dem Einfluss von IR-Blitzen entstehen, in Spannungsimpulse um. Ein One-Shot-Gerät aus den Elementen DD1.1 und DD2.1 erweitert diesen Impuls auf tф1 = 5 ms (tф1 - R2С5). One-Shot DD1.3, DD2.3 erzeugt einen Impuls mit einer Dauer tф2= 1.5 s (tф2~ R4С6), sodass der Zähler DD3 die Impulse nur in diesem Zeitintervall ungehindert zählen kann. Aus den Elementen DD2.5 und DD2.6 wird ein Klangerzeuger zusammengestellt.
Der Empfänger wird durch die Vorderseite des ersten IR-Blitzes aktiviert. Die One-Shot DD1.1, DD2.1 sowie die One-Shot DD1.3, DD2.3 werden auf den Markt gebracht. Gleichzeitig erzeugt die DD2.2C7R6-Schaltung einen Impuls am R-Eingang des DD3-Zählers (seine Dauer beträgt tR = 7 μs, tR - R6C7). Setzen des Zählers auf den Nullzustand Sobald der One-Shot DD1.1, DD2.1 arbeitet, erscheint am Ausgang des Elements DD1.1 ein Low-Pegel und der erste Zählimpuls kommt am Zähler DD3 an. Wenn der Fotodetektor Impulse mit einer Frequenz von 2 Hz empfängt (wir erinnern uns, dass bei dieser Frequenz IR-Blitze im Standby-Modus folgen), bleibt der Ausgang 4 des DD3-Zählers niedrig, da die Vorderseite des vierten Impulses (er erscheint nach 0,5 x4 = 2 s - am Ende des Zählintervalls tф2= 1.5 s) DD3 wird in den Vorstartzustand zurückversetzt (Diagramm 4 in Abb. 8). Anders verhält sich der Empfänger, wenn er IR-Impulse mit einer Wiederholperiode von 62,5 ms empfängt, also ein Alarmsignal. Da vier Perioden à 62,5 ms jeweils 250 ms lang sind, was deutlich weniger ist als das Intervall tf2 = 1,5 s, dann das vierte Der Impuls versetzt den Zähler DD3 in den Zustand „4“ (hoher Pegel an Pin 5). Der Zähler wird in diesem Zustand blockiert (aufgrund des niedrigen Pegels am Ausgang DD1.2), die HL1-LED leuchtet auf und der Tongenerator gibt ein intermittierendes Signal aus. Dies dauert etwa 1,25 Sekunden, danach gibt es eine Pause von 0,25 Sekunden und der Alarm wird wiederholt.
Wenn die Verbindung unterbrochen wird, verhält sich der Empfänger anders. Wenn der Empfänger innerhalb von etwa 1,5 s keinen IR-Blitz erkennt, wird der Kondensator C8 über den VD6R11DD2.3-Stromkreis entladen. Der Transistor VT1 geht in die Sättigung, die Spannung am Widerstand R8 steigt auf die Versorgungsspannung, der Ausgang DD1.4 geht auf Low und der Tongenerator gibt ein Tonsignal mit einer Frequenz von 1 kHz ab. Mit dem Erscheinen des ersten IR-Blitzes lädt sich der Kondensator C8 schnell über den R10VD5-Stromkreis auf, das Tonsignal stoppt und der Empfänger beginnt mit der Analyse der eingehenden Signale. Die Empfängerplatine (Abb. 9) besteht aus doppelseitigem Folien-Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1,5 mm.
Der Fotokopf des IR-Empfängers (Fotodiode BL1, Mikroschaltung DA1 usw.), der in einem weiten Frequenzbereich sehr empfindlich auf elektrische Störungen reagiert, muss abgeschirmt werden. Der Schirm besteht aus Zinn, sein Zuschnitt ist in Abb. dargestellt. 10.
Die Faltstellen sind mit gestrichelten Linien dargestellt. Der gebogene Schirm wird in den Ecken verlötet und nach der Montage an der gewünschten Position auf der Platine an zwei oder drei Stellen mit dieser verlötet. Das Aussehen des IR-Empfängers ist in Abb. elf.
Konstruktiv kann der Empfänger wie in Abb. 12.
Hier: 1 - Empfängerkörper (schwarzes Polystyrol 2...215 mm dick): 2 - Halter einer siebenfachen Handlupe (Griff abgeschnitten); 3 - seine Linse; 4 - Leiterplatte; 5 - Fotodiode. Der Lupenclip wird an die Vorderwand des Gehäuses geklebt, in der sich ein Loch mit einem Durchmesser von ca. 35 mm befindet (in Lösungsmittel 647 gelöste Styroporstücke). Der Abstand zwischen der koaxialen Fotodiode und der Linse sollte nahe am Brennpunkt liegen Länge des Objektivs. Dadurch wird der einfallende Lichtfluss auf die Fotodiode konzentriert und die Empfindlichkeit des Fotodetektors gegenüber schwachen Signalen deutlich erhöht. Das Gehäuse muss Platz für die Aufnahme des Piezostrahlers BF1 und der LED HL1 bieten. An die Montage des Empfängers werden die gleichen Anforderungen gestellt wie an die Montage des Senders: Es muss eine bequeme Ausrichtung und zuverlässige Fixierung in der besten Position gewährleistet sein. Wenn der IR-Empfänger je nach Kommunikationsbedingungen im Freien platziert werden muss (für die Kommunikation beispielsweise mit einem am Ende des Hauses geparkten Auto), dann ist eine Haube angebracht, um Seitenlicht von Fremdquellen zu vermeiden, das die Empfindlichkeit verringern kann muss über das Objektiv gelegt werden. Dies kann beispielsweise ein 100...150 mm langes, innen geschwärztes Stück Kunststoff- oder Metallrohr mit passendem Innendurchmesser sein. In diesem Fall müssen Maßnahmen getroffen werden, um die gesamte Struktur vor Feuchtigkeit zu schützen. Die Warngeräte (Piezostrahler, LED) und die Stromquelle verbleiben selbstverständlich im Innenbereich. Aber in einer „Allwetter“-Version ist es besser, einen IR-Empfänger aus zwei Teilen zu machen: dem äußeren, in dem nur das Objektiv und der Fotokopf in einer wasserdichten Gehäusehaube untergebracht sind, und dem inneren mit allem anderen . Diese Teile sind mit einem dünnen dreiadrigen Kabel verbunden. Bei Bedarf kann der Empfänger durch einen akustischen Sender höherer Leistung, beispielsweise einen dynamischen Kopf, ergänzt werden, der wie in Abb. gezeigt eingeschaltet wird. 13 oder Piezo-Sirene AST-10 (Abb. 14). Die Piezo-Sirene behält auch bei reduzierter Versorgungsspannung ausreichend Leistung (damit sie nominell 110 dB abgibt, muss die Versorgungsspannung dieses Geräts auf 12 V erhöht werden).
Wie vorläufige Tests gezeigt haben, beträgt die Länge der IR-Kommunikationsleitung mit einem solchen Empfänger und Sender 70 m. Eine deutliche Steigerung kann durch die Umstellung auf abstimmbare Optiken erreicht werden – wenn statt fester Linsen mit ihrer ungefähren Fokussierung Linsen von alten verwendet werden Es kommen Kameras mit Fokussierung zum Einsatz. Der Divergenzwinkel der Strahlen in der Linse des IR-Senders, seine sogenannte Apertur, muss entlang der IR-Diodenlamelle mindestens 25...300° betragen, dann nutzt die Linse ihre Strahlung vollständig aus. Bei einem Empfänger ist der Durchmesser der Linse wichtiger – mit zunehmendem Durchmesser nimmt die Entfernung zu, aus der der IR-Blitz des Senders erkannt werden kann. Durch Erhöhung der Helligkeit des IR-Blitzes kann die „Reichweite“ des Senders um das weitere 1,5...2-fache oder mehr erhöht werden. Andererseits in Kommunikationsleitungen, die 20...25 m nicht überschreiten (ein Auto oder eine „Muschel“ unter den Fenstern eines drei- bis vierstöckigen Gebäudes, eines Hauses auf der anderen Straßenseite usw.), Eine Optik ist möglicherweise überhaupt nicht erforderlich, jedenfalls im IR-Empfänger. Autor: Yu.Vinogradov, Moskau
Kunstleder zur Touch-Emulation
15.04.2024 Petgugu Global Katzenstreu
15.04.2024 Die Attraktivität fürsorglicher Männer
14.04.2024
▪ Entsperren Sie das Smartphone mit dem Ohr ▪ Anoden aus Silizium-Nanoröhren verdreifachen die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien ▪ SSDs haben keine Zukunft, sagen Wissenschaftler ▪ V-Phone X3 Offroad-Smartphone mit 4500 mAh Akku
▪ Website-Abschnitt Niederfrequenzverstärker. Artikelauswahl ▪ Artikel Hilfe bei Blutungen. Arbeitsschutz ▪ Artikel von Schizander. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden ▪ Artikel Mittel zur Maniküre. Einfache Rezepte und Tipps ▪ Artikel Focus mit chinesischer Münze. Fokusgeheimnis
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite