Это очень несложное устройство сигнализирует о опасном приближении чего-то, на чем закреплены сенсоры датчика к какому-то препятствию. Ему можно найти много применений, например, для управления парковкой автомобиля. У датчика есть два инфракрасных сенсора, которые располагаются по краям задней части автомобиля. Наиболее подходящие места расположения это задние фонари, в которых у многих машин есть свободные секции. Или установка дополнительных псевдофонарей, в которых расположены сенсоры.
Каждый сенсор состоит из инфракрасного светодиода (вроде того что в пультах дистанционного управления телевизоров) и оптического интегрального фотоприемника (от тех же телевизоров). Фотоприемники располагаются в глубине фонаря, а для светодиода нужно сделать точное по его диаметру отверстие, и вклеить его в него плотно, так чтобы его светящая поверхность выступала наружу. Таким образом, фотоприемник и светодиод расположены в разных плоскостях, но направлены в одну сторону, – наружу. При этом прямой непосредственной оптической связи между ними нет, то есть, свет от ИК-светодиода не может непосредственно попадать на фотоприемник. Но отраженный свет попадать может. Этого и нужно добиваться, прорабатывая конкретную конструкцию сенсора. Дальность реакции на приближение препятствия оценивается на основе пороговой чувствительности фотоприемника. Используемые здесь фотоприемники содержат внутренний компаратор – формирователь логических импульсов. Поэтому порог чувствительности у них явно выражен, хотя и может различаться у разных экземпляров даже из одной партии. Для установления дальности используется регулировка тока через ИК-светодиод, то есть, регулировка его яркости. Чем выше яркость, на большую удаленность препятствия схема будет реагировать. И наоборот, при меньшей яркости реакция происходит на большем приближении к препятствию. Регулировка осуществляется подстроечными резисторами в процессе налаживания датчика. Индикация приближения ближе заданного порога дальности – светодиодная.
Принципиальная схема датчика приведена на рисунке в тексте. HF1 и HF2 – это фотоприемники. Инфракрасные светодиоды – HL1 и HL2, индикаторные – HL3 и HL4.
На микросхеме D1 выполнен генератор импульсов частоты около 36 кГц (частота задается цепью R8-C4). Элементы D1.1 и D1.2 образуют мультивибратор, а остальные четыре элемента, включенных попарно образуют два выходных буферных каскада повышенной мощности. Для управления ИК- светодиодами транзисторные ключи здесь не используются. Более того, ток через них ограничен резисторами R1, R3 и R2, R4. При номинальном токе через ИК-светодиод (как в типовой схеме пульта ДУ) дальность реакции на препятствие составляла бы 10 метров и даже более. Здесь же нужно менее метра. Поэтому для питания ИК-светодиодов выходного тока микросхемы К561ЛН2 даже много.
Пока препятствие отсутствует или находится за пределами порога чувствительности свет от ИК светодиодов не поступает на соответствующие фотоприемники. Поэтому на выходах HF1 и HF2 логические единицы. Транзисторы VT1 и VT2 закрыты, индикаторные светодиоды HL3 и HL4 не горят.
По мере приближения к препятствию сила отраженного ИК-света, попадающего на фотоприемники, возрастает. И в некий момент превышает порог чувствительности фотоприемника. В этот момент логическое состояние выхода фотоприемника изменяется на обратное и транзистор открывается, включая индикаторный светодиод. По тому какой из индикаторов загорелся первым (или если загорелся только один) можно судить о положении препятствия, степени приближения краев машины к нему. Это очень удобно, так как один датчик, расположенный посредине, не может дать полной информации. Ведь, большинство мелких аварий на парковке происходит именно касанием угловых зон бамперов, потому что при постановке машины в ограниченном пространстве приходится двигаться под различными углами, въезжая на выбранное место парковки под углом, и выравнивая в машину в несколько приемов. В таком случае, датчик расположенный посредине точно показывает только расстояние при перпендикулярном прямолинейном движении, и не учитывает изменение расстояния до препятствия при движении под углом к нему.
Датчик с двумя сенсорами, расположенными по краям задней плоскости машины дает больше информации.
И все же, если нужен датчик только с одним сенсором, можно удалить, например, детали R2,R4,HL2,HF2,R6,VT2,R7,HL4. И ориентироваться только на показания свето- диода HL3.
ИК-светодиоды, – любые одинаковые ИК- светодиоды для пультов дистанцинного управления. Лучше если это AJ1147A или импортные. Светодиоды типа А/1107 лучше не использовать из-за их низкой яркости (чувствительности датчика может оказаться недостаточно). Или потребуются на выходах дополнительные транзисторные ключи, увеличивающие ток через такие светодиоды.
Индикаторные светодиоды типа АЛ307 или аналогичные, практически любые, можно обычные или сверхяркие. Желательно красные.
Фотоприемники типа SFH506-36 или другие аналогичные, но обязательно одинаковые.
Микросхему К561ЛН2 можно заменить аналогом другой КМОП-серии с шестью инверторами. Можно использовать и микросхемы с четырьмя инверторами, такие как К561ЛЕ5, К561ЛА7, включив по одному инвертору вместо пары параллельных. Но это потребует увеличения сопротивлений R3 и R4 до 1 килоома. При этом несколько снизится максимальная чувствительность (максимальная дальность) работы датчика. В некоторых случаях (при низкой светоотдаче применяемых ИК-светодиов) чувствительности может даже быть недостаточно.
