Схема оптического концевого датчика

В различных устройствах автоматики применяются концевые датчики, представляющие собой механические микровыключатели, приводимые в движение различными механическими толкателями, закреплёнными на различных деталях оборудования. В более современном оборудовании применяются датчики на основе магниточувствительных микросхем или оптики. В этих устройствах в зазор датчика входит шторка, которая либо замыкает магнитное поле, либо перекрывает свет.
Несложный оптический датчик, работающий именно на этом принципе, можно сделать по схеме, представленной на Рис.1


В качестве светоизлучателя и фотоприёмника используются два светодиода АЛ107. Эти светодиоды достаточно хорошо работают как оптическая пара, если между ними расстояние не слишком большое.
На элементах D1.1-D1.2 микросхемы К561ЛН2 выполнен мультивибратор, вырабатывающий импульсы частотой около 600 Гц. Эти импульсы усиливаются по мощности двумя элементами D1.3 и D1.4, включёнными параллельно и поступают на ИК-светодиод HL1, который излучает вспышки ИК-света с такой частотой. Когда шторки нет в зазоре этот свет поступает на второй светодиод, работающий как фотоэлемент. В нём наводится небольшое переменное фотонапряжение, которое поступает на затвор полевого транзистора VT1 и усиливается им. С его стока это напряжение поступает на детектор на транзисторе VT2 и конденсаторе С3. На коллекторе транзистора выделяется постоянное напряжение, близкое по уровню, логической единицы.
Если в зазор между HL1 и HL2 вдвинута шторка, это препятствует прохождению света. Переменное напряжение на HL2 либо вообще отсутствует, либо сильно уменьшается. Это приводит к тому, что переменного напряжения, поступающего на базу VT2 становится недостаточно для работы детектора, и на постоянное напряжение на коллекторе VT2 падает на уровне логического нуля. На выходе D1.6 устанавливается нулевой логический уровень.
Подстроечным резистором R4 устанавливают чувствительность датчика под конкретную шторку в зависимости от выбранного расстояния между HL1 и HL2 (как того требует механическая конструкция).
Если на выходе схемы присутствуют импульсы в то время, когда свет не перекрывается шторкой, можно увеличить частоту мультивибратора D1.1-D1.2 уменьшив сопротивление R1. Быстрота реакции датчика зависит от величин С3 и R6 (постоянная времени детектора). Если требуется большее быстродействие, то эти величины можно уменьшить, но, чтобы исключить проникновение импульсов на коллектор VT2, когда шторка открыта, нужно будет увеличить и частоту мультивибратора.
Если нет ИК-светодиодов АЛ107 можно сделать датчик на видимом свете, используя обычные светодиоды видимого спектра, такие как АЛ102, АЛ307. Транзистор КП303А можно заменить на КП303Е. Транзистор КТ3107 заменяется любым аналогичным транзистором структуры p-n-p, например КТ361, КТ502. Микросхему КК561ЛН2 можно заменить аналогами серий К1561, К564. Можно использовать микросхему с двумя инверторами, такую как К561ЛА7 или К561ЛЕ5, при этом, элементы D1.3 и D1.4 исключаются и заменяются транзисторным ключом на транзисторе КТ503 или аналогичном.
На основе этой же схемы можно сделать пожарный датчик, реагирующий на задымление какого-то устройства, например в мощном блоке питания. Датчик располагают в тёмном месте, которое быстро задымится в случае горения проводки, трансформатора, других элементов. Частицы дыма препятствуют прохождению дыма и датчик на это реагирует.

автор Лыжин Р.
источник: ” РАДИОКОНСТРУКТОР “, 1 – 2004, стр. 30

Схема охранного передатчика

  Данное устройство предназначено для охраны небольших объектов, расположенных на прилегающих территориях многоквартирных жилых домов, которыми являются автомобили, гаражи-ракушки, контейнеры, овощехранилища и тому подобное. Применение обычных сигнализаций с сиренами не всегда оптимально, так как обычный сигнал сирены может быть не услышан по ряду причин. Это может произойти, например, когда окна выходят на другую сторону, или например, зимой, когда окна запечатаны и сирену просто неслышно.
 Наиболее простой вариант – это установка слабого передатчика, работающего на свободном участке УКВ-ЧМ или FM радиовещательного диапазона и использование в качестве приёмного устройства обычного радиовещательного ЧМ (FM) приёмника, имеющего систему шумоподавления.
 При всей своей простоте такой способ охраны имеет и существенный недостаток – передатчик необходимо настроить на произвольную частоту УКВ-ЧМ-FM диапазона, а это исключает ( или сильно усложняет ) применение кварцевой стабилизации его частоты. Частота задаётся простым LC-контуром, который на такой высокой частоте ( 64-108 МГц ) не может дать хорошей стабильности, особенно на объекте, работающем в условиях сильно изменяющихся температур.
 В данном случае было решено вообще отказаться от стабилизации частоты и сделать её, наоборот, ещё более нестабильной, устроив автоматическую перестройку передатчика в пределах достаточно широкого участка диапазона. В результат такого качания частоты с небольшой скоростью ( около одной секунды от края до края ) сигнал передатчика периодически сканируя участок диапазона, “ловит” система АПЧГ приёмника и начинает за ним “следить”. Даже если диапазона действия АПЧГ приёмника не достаточно для удержания сигнала, – всё равно сигнал периодически воспроизводится приёмником в то время, когда частота передатчика попадает в точку настройки приёмника в полосе удержания его АПЧГ. Таким образом получается прерывистое воспроизведение сигнала.

Схема передатчика показана на Рис.1.
Высокочастотная часть выполнена на двух транзисторах. На транзисторе VT1 выполнен задающий генератор, настроенный на частоту в диапазоне 88-108 МГц. Частота настройки зависит от контура L1-C1, а также ёмкости варикапа VD1. На транзисторе VT2 собран усилитель мощности, на его выходе включён однозвённый “П”-контур. Сигнал передаётся в антенну W1, которая представляет собой штырь длинной около 110 см.

 На элементах D1.1-D1.2 и операционном усилителе А1 выполнен “сканер” перемещающий частоту настройки передатчика в достаточно широких пределах. На D1.1 и D1.2 выполнен стандартный мультивибратор, генерирующий импульсы частотой около 0,5 Гц. На входе элемента D1.1 у такого мультивибратора имеется переменное напряжение, по форме близкое к треугольному ( функция разряда и заряда конденсатора С13 через R7 ). Недостаток этого выходного сигнала в довольно высоком выходном сопротивлении. Операционный усилитель А1, включённый повторителем, усиливает по току этот сигнал и через L5 и R8 подаёт его на варикап. Напряжение на варикапе изменяется, примерно, от трёх до девяти вольт ( при питании от источника напряжением 12 вольт ). Это обеспечивает перестройку генератора в пределах полосы шириной около 1-2 МГц.
Тональный сигнал формируется четырьмя оставшимися элементами микросхемы D1. На элементах D1.3-D1.4 выполнен генератор сигнала частотой около 700 Гц, он задаёт тональность звучания. На элементах D1.5 и D1.6генератор частоты около 4 Гц, дающий прерывание тона звука.
 Импульсы с выхода D1.4 поступают на варикап через резистор R11, сопротивление которого значительно ниже чем R8. Поэтому модуляция ( девяция) частоты получается около 50-100 кГц.
В результате, при подаче питания, передатчик получает ЧМ- сигнал и “плавает” по частоте в пределах 1-2 МГц. Пределы этого “плавания” можно установить подбором ёмкости С16 или сопротивлением R8. Следует учесть, что увеличение C16 или R8 приводит к увеличению девяции ЧМ, поэтому может потребоваться подбор R11.
Вместо транзистора КТ316 можно использовать КТ315, КТ368, КТ3102. Вместо КТ610 может подойти КТ603 или КТ608. Но КТ610 предпочтительнее. Микросхему К561ЛН2 можно заменить аналогом – К156ЛН2 или К564ЛН2. Можно применить микросхемы серии КР561, КА561, ЭКР561 можно использовать и из них “…ЛН2”. А так же любой другой набор КМОП- инверторов, дающий не менее 6-ти инверторов ( например, две штуки К561ЛА7, включив их элементы инверторами ).
 Операционный усилитель – любой ОУ общего применения.
 Конденсаторы, используемые в контурах, желательно применять с минимальным ТКЕ. В качестве катушек L2, L5 и L4 используются самодельные дроссели, представляющие собой постоянные резисторы МЛТ 0,5, на которых намотано по 100 витков тонкого намоточного провода. Катушки L1 и L3 бескаркасные, они намотаны на оправке диаметром около 5,5 мм ( на хвостовике соответствующего сверла ). L1 содержит 5 витков, L3 – 3 витка провода ПЭВ 0,61. Настраиваются катушки путём сжатия или растяжения их, изменения геометрического размера.
Монтаж всего устройства выполнен объёмным способом в корпусе модуля СКМ-24 от старого телевизора.
 Налаживание начинают с поиска на шкале приёмника пустого участка диапазона 88-108 МГц. Затем отключают С5 и расположив приёмник на расстоянии около одного метра от передатчика настраивают контур С1-L1 так, чтобы был приём. Далее подключают антенну с которой будет работать передатчик в дальнейшем , восстанавливают С5 и подстройкой L3 и С10 добиваются наибольшей дальности приёма. Окончательную настройку производят непосредственно на охраняемом объекте. Дальность очень зависит от места расположения антенны на объекте, поэтому место нужно выбирать экспериментально.
 Приёмник желательно применять выполненный по широкоизвестной схеме на микросхемах К174ХА34А и К174УН14. Он расположен на подоконнике окна, из которого виден объект охраны. Антенна приёмника – монтажный провод длинной около 130 см.

Автор Веретенкин М.
источник: ” РАДИОКОНСТРУКТОР “, 12 – 2004, стр. 12-14