Выключатель света на ИК лучах

Достоинство дистанционного управления на ИК лучах (далее просто ДУ) все уже испытали на собственном опыте. ДУ вторглось в нашу повседневную жизнь и в достаточной мере экономит наше время. Но на данный момент, к сожалению, не на все электроприборы устанавливают ДУ. Это относиться и к выключателям света. Нашей промышленностью, правда, на данный момент выпускается такой выключатель, но стоит он не маленькие деньги, да и найти его очень и очень сложно. В этой статье предлагается довольно простая схема такого выключателя. В отличие от промышленной, которая включает в себя одну БИСку, она в основном собрана на дискретных элементах, что, конечно, увеличивает габариты, но зато в случаи необходимости легко подвергается ремонту. Но если гнаться за габаритами, то в этом случаи можно использовать планарные детали. Эта схема также обладает и встроенным передатчиком (в промышленных его нет), что избавляет вас от надобности всё время носить с собой пульт или искать его. Достаточно поднести к выключателю руку на расстоянии до десяти сантиметров как он сработает. Ещё одно преимущество заключается в том, что к ДУ подходят любые пульты от любой импортной или отечественной радиотехники.

Передатчик.

На рис.1 приведена схема излучателя коротких импульсов [1]. Что позволяет уменьшить потребляемый передатчиком ток от источника питания, а значит продлить срок службы на одной батарее питания. На элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор импульсов, следующих с частотой 30...35 Гц. Короткие, длительностью 13...15 мкс, импульсы формирует дифференцирующая цепь C2R3. Элементы DD1.4-DD1.6 и нормально закрытый транзистор VT1 образуют импульсный усилитель с ИК диодом VD1 на нагрузке.

Зависимость основных параметров такого генератора от напряжения питания Uпит показаны в таблице.

Uпит, В Iимп, А Iпот, мА

4.5 0.24 0.4

5 0.43 0.57

6 0.56 0.96

7 0.73 1.5

8 0.88 2.1

9 1.00 2.8

Здесь: Iимп - амплитуда тока в ИК диоде, Iпот - ток, потребляемый генератором от источника питания (при указанном на схеме номиналом резисторов R5 и R6).

Передатчиком может служить также любой пуль дистанционного управления от отечественной или импортной техники (телевизора, видеомагнитофона, музыкального центра).

Печатная плата приведена на рис.3. Её предлагается изготовить из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Фольга со стороны деталей (на рисунке не показана) выполняют функцию общего (минусового) провода источника питания. Вокруг отверстий для пропускания выводов деталей в фольге вытравлены участки диаметром по 1,5...2 мм. Выводы деталей, соединённых с общем проводом, припаивают непосредственно к фольге этой стороны платы. Транзистор VT1 крепят к плате винтом М3, без какого либо теплоотвода. Оптическая ось ИК диода VD1 должна быть параллельна плате, и отстоять от неё на 5 мм.

Приёмник (со встроенным передатчиком).

Приемник собран по классической схеме принятой в российской промышленности (в частности в телевизорах Рубин, Темп и т.п.) [1]. Его схема приведена на рисунке 2. Импульсы ИК-излучения попадают на ИК фотодиод VD1 , преобразуются в электрические сигналы и усиливаются транзисторами VT3, VT4 , каторге включены по схеме с общем эмиттером. На транзисторе VT2 собран эмиттерный повторитель, согласующий сопротивление динамической нагрузки фотодиода VD1 и транзистора VT1 с входным сопротивлением усилительного каскада на транзисторе VT3. Диоды VD2,VD3 предохраняют импульсный усилитель на транзисторе VT4 от перегрузок. Все входные усилительные каскады приемника охвачены глубокой обратной связью по току. Это обеспечивает постоянное положение рабочей точки транзисторов независимо от внешнего уровня засветки - своего рода автоматическую регулировку усиления, особенно важную при работе приемника в помещениях с искусственным освещением или на улице при ярком дневном свете, когда уровень посторонних ИК-излучений очень высок.

Далее сигнал проходит через активный фильтр с двойным Т-образным мостом, собранный на транзисторе VT5, резисторах R12-R14 и конденсаторах C7-C9. Транзистор VT5 должен иметь коэффициент передачи тока Н21э=30, в противном случаи фильтр может начать возбуждаться. Фильтр очищает сигнал передатчика от помех сети переменного тока, которые излучаются электрическими лампами. Лампы создают модулированный поток излучения с частотой 100 Гц и не только видимой части спектра, но и в ИК области. Отфильтрованный сигнал кодовой посылки формируется на транзисторе VT6. В результате на его коллекторе получаются короткие импульсы (если поступали с внешнего передатчика) или пропорциональные с частотой 30...35 Гц (если поступали от встроенного передатчика).

Импульсы, поступающие с приёмника, поступают на буферный элемент DD1.1, а с него на выпрямительную цепочку. Выпрямительная цепочка VD4, R19, C12 работает так: Когда на выходе элемента логический 0, то диод VD4 закрыт и конденсатор С12 разряжен. Как только на выходе элемента возникают импульсы, конденсатор начинает заряжаться, но постепенно (не с первого импульса), а диод препятствует его разрядке. Резистор R19 выбран таким образом, чтобы конденсатор успел зарядиться до напряжения равного логической 1 только с 3...6 импульса поступающего с приёмника. Это ещё одна защита от помех, коротких ИК вспышек (например, от фотовспышки фотоаппарата, разряда молнии и т. п.). Разряд конденсатора происходит через резистор R19 и занимает по времени 1...2 с. Это позволяет предотвратить дробление и произвольное включение, и выключение света. Далее установлен усилитель DD1.2, DD1.3 с ёмкостной обратной связью (C3) для получения на его выходе резких прямоугольных перепадав (при включении и выключении). Эти перепады поступают на вход триггера делителя на 2 собранного на микросхеме DD2. Не инвертный его выход подключён к усилителю на транзисторе VT10, который управляет тиристором VD11, и транзистор VT9. Инвертный же подан на транзистор VT8. Оба эти транзистора (VT8, Vt9) служат для зажигания соответствующего цвета на светодиоде VD6 при включении и выключении света. Он выполняет ещё и функцию "маяка" при выключенном свете. На вход R триггера делителя подключена RC цепочка, которая осуществляет сброс. Он нужен для того, чтобы если отключили напряжения в квартире, то после включения свет случайно не зажёгся.

Встроенный передатчик служит для включения света без пульта дистанционного управления (при поднесение ладони к выключателю). Он собран на элементах DD1.4-DD1.6, R20-R23, C14, VT7, VD5. Встроенный передатчик представляет собой генератор импульсов с частотой следования 30...35 Гц и усилитель в нагрузку каторгой включён ИК светодиод. ИК светодиод устанавливается рядом с ИК фотодиодом и должен быть направлен с ним в одну сторону, и они должны быть разделены светонепроницаемой перегородкой. Резистор R20 подбирается таким образом, чтобы расстояние срабатывания, при подносе ладони, было равно 50...200 мм. Во встроенном передатчике можно использовать ИК диод типа АЛ147А или любой другой. (Я, к примеру, использовал ИК диод от старого дисковода, но при этом резистор R20=68 Ом).

Блок питания собран по классической схеме на КРЕН9Б и выходное напряжение равно 9В. Он включает в себя DA1, C15-C18, VS1, T1. Конденсатор С19 служит для защиты устройства от скачков напряжения в электросети.Нагрузка на схеме показана лампой накаливания.

Печатная плата приёмника (рис.4) выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 100Х52 мм и толщиной 1,5 мм. Все детали, за исключением диода VD1, VD5, VD8, устанавливают как обычно, эти же диоды устанавливаются со стороны монтажа. Диодный мост VS1 собран да дискретных выпрямительных диодах часто применяемых в импортной технике. Диодный мост (VD8-VD11) собран на диодах серии КД213 (в схеме указанны иные), диоды при впайки располагаются один над другим (столбиком), этот способ применён в целях экономии места.

Литература:
1. Радио №7 1996г. с.42-44. "ИК датчик в охранной сигнализации".

Автор: Русин Александр Сергеевич, г.Москва 1997г.