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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 적외선 존재 센서. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
제안된 장치는 구내 보호를 위한 것입니다. 장치를 켰을 때 없었던 보호 영역에서 움직이거나 정지한 물체가 감지되면 알람 신호가 울립니다. 매우 자주 비접촉식 센서가 근거리 영역을 제어하기 위해 보안 시스템에 사용됩니다. 이것은 문 근처의 공간, 복도의 일부, 계단, 테이블, 금고 등입니다. 일반적으로 이러한 문제는 고주파 기술로 해결됩니다. 센서는 외부 물체가 접근할 때 디튠하는 LC 발진기, 균형을 잃는 고주파 브리지 등이 될 수 있습니다. 그러나 다른 수단이 있습니다. 무화과. 그림 1은 단적외선(IR) 펄스를 생성하고 근처에 나타난 물체로부터 반사되는 장치의 다이어그램을 보여줍니다. 여기서 BI1은 Iimp = (Upit-3,5)/R5의 진폭이 평균 허용 값을 여러 번 초과할 수 있는 전류 펄스에 의해 주기적으로 여기되는 IR 다이오드입니다. 이러한 펄스의 지속 시간은 timp=0,7R3C2=10µs이고 반복 주기는 T=1,4R2C1=0,2s입니다.
반사된 IR 펄스는 BL1 포토다이오드에 도달합니다. DA1 칩에 의한 증폭 및 제한 후 DD2.1 요소(핀 13)의 입력 중 하나에 들어갑니다. 반사 펄스가 방출 펄스와 일치하면 (IR 다이오드를 여기시키는 펄스가 DD12의 핀 2.1에 공급됨) DD2.1의 출력에서 단락이 발생합니다 ( 따라서 장치는 반사된 IR 펄스를 "소리"로 냅니다. 이러한 일련의 임펄스는 IR 임펄스의 주파수에 따라 놀라운 소리 시퀀스로 변환됩니다. 테이블에서. 도 1은 IR 다이오드(IBI1)의 전류, 즉 저항 R5의 저항에 따른 사람(Dperson) 및 벽(Dst)의 감지 범위를 나타낸다. 측정은 6V의 공급 전압에서 수행되었습니다. Dperson의 최소값은 어두운 코트를 입은 사람에 해당합니다.
이 장치는 1,5mm 두께의 양면 호일 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 조립됩니다(그림 2). 부품 아래의 호일은 공통 와이어로만 사용됩니다. 저항, 커패시터 등의 결론과의 연결은 검은 색 사각형으로 표시됩니다. 중앙에 밝은 점이 있는 검은색 사각형은 공통 와이어에 연결하고 동시에 보드를 통과해야 하는 미세 회로 및 산화물 커패시터의 핀을 보여줍니다. 직경이 2 ~ 2,5 mm인 보호 원(그림 2에 표시되지 않음)은 도체가 통과하는 위치의 호일에 에칭되어야 합니다. 호일은 M1 나사로 보드에 부착된 트랜지스터 VT3 아래에서도 제거해야 합니다.
포토 다이오드와 IR LED가 설치된 장치의 전면 패널은 92x32x3mm 크기입니다. 검은색 고강도 폴리스티렌으로 만들어졌습니다(그림 3). IR 다이오드와 포토다이오드가 설치된 장소에는 두께가 두꺼워야 합니다(동일한 폴리스티렌 링이 패널의 상단과 하단에 접착됨).
완전히 조립된 보드는 그림과 같이 전면 패널에 장착됩니다. 3: 패널에 접착된 14mm 높이의 포스트 2개(그림에는 하나만 표시됨)에 보드를 MXNUMX 나사로 고정합니다. 리드 측면에서 포토다이오드의 조명을 방지하기 위해 IR 다이오드와 포토다이오드의 "하단" 부분은 검은색 전기 테이프 원으로 밀봉되어 있습니다. DA1 칩에는 고감도 증폭기가 포함되어 있으므로 차폐가 필요합니다. 화면은 32x16x10mm 크기의 열린 상자 형태로 주석으로 구부러져 있습니다. 모서리에 납땜되고 "지붕"에 포토 다이오드 구멍이 만들어지고 바닥은 미세한 노치가있는 넓은 파일로 수평을 이루고 그림 2에 표시된 위치에서 보드 호일에 납땜됩니다. XNUMX 점선. 포토다이오드도 차폐해야 하는 경우 적당한 직경과 길이의 벽이 얇은 금속 튜브에 넣고 스크린 상자에 직접 납땜합니다. 적절하게 조립된 장치는 일반적으로 경보 모드에서 즉시 작동하기 시작합니다. 천장, 벽, 가구는 완전히 충분한 반사 신호를 제공합니다. 그러나 계속해서 소리가 나고 테이블에 "얼굴"을 올려 놓으면 장치 자체 내부의 포토 다이오드에 IR 방사선이 침투하는 방법을 감지하고 제거해야합니다. 그 후 결과 "범위"를 결정하고 저항 R5를 선택하여 원하는 범위를 설정해야 합니다. 때로는 반사 된 각 임펄스를 표명하는 장치의 직접적인 반응이 전혀 필요하지 않습니다. 무화과. 그림 4는 컴팩트한 반사 신호 그룹을 통과할 때만 경보가 생성되도록 변경해야 하는 장치 회로의 일부를 보여줍니다.
알람은 DD3.1 카운터의 CP 입력에 16개의 반사 펄스가 수신되는 경우에만 울립니다. 그러나 이것은 마스터 오실레이터의 각 3,2번째 펄스의 감쇠가 카운터 DD3.1을 20 상태로 되돌리기 때문에 지속 시간이 2.2T(2,4초)인 시간 간격에서 발생해야 합니다(지속 시간이 12μs인 리셋 펄스는 요소 DD2.2의 출력에서 형성됨). 즉, 이러한 시간 간격 중 하나에서 센서가 3.2개의 반사 펄스를 감지하면 알람이 켜집니다. 울리는 시간은 tTp<XNUMX초(XNUMXT)입니다. 물체가 제어 영역을 벗어나지 않으면 알람 신호가 반복됩니다. 전원이 켜질 때 안정적인 재설정을 위해서는 요소 DDXNUMX의 출력과 카운터 DDXNUMX의 입력 R의 연결이 필요합니다. 장치는 센서 중 하나로 보안 시스템에 들어갈 수 있습니다. 그녀에게는 DD2.1 요소의 출력에 나타나는 신호만 관심을 가질 것입니다. 테이블에서. 그림 2는 대기 모드에서 IR 센서가 소비하는 전류(Id), 알람 모드에서 소비되는 전류(Itr), 전원 전압(Upit)에 대한 알람 신호 전력(Ptr)의 의존성을 보여줍니다. 다이나믹 헤드 HA1 25 옴 및 R5 =16 옴의 저항으로.
장치가 실내에 제대로 배치되지 않은 경우 벽, 천장, 가구 등의 반사로 인해 내장된 보호 장치에 상당한 "구멍"이 남거나 작동을 완전히 차단할 수도 있습니다. 따라서 R5 = 16 옴인 센서가 위치 3,2에서 1m 너비의 복도에 설치된 경우(그림 5, a 참조) 너비가 1,6m 이상인 제어되지 않은 통로는 벽의 먼 벽에 남게 됩니다. 복도 그러나 센서가 위치 2에 설정되면 더 이상 눈에 띄지 않고 문을 통과하는 것이 불가능합니다. 그리고 여기에서 복도를 따라 "빛나기"때문에 반사에 대한 두려움없이 방사능을 높일 수 있습니다 (그림 3, a의 위치 5).
계단을 제어하기 위해 (그림 5, b) 센서가 반대쪽 벽의 반사에 반응하지 않도록 저항 R5를 선택합니다. 그리고 Dperson > 0,5Dst(표 1 참조)이므로 가장 가까운 계단을 따라 걷는 사람이 눈에 띕니다. 게이트 개구부 (게이트 자체가 없을 수도 있음)에서 장치는 그림과 같이 설치됩니다. 5, 다. 반대 극에서 IR 펄스의 반사를 방지하려면 장치를 마당으로 약간 돌려야합니다 (따라서 센서는 지나가는 사람에게 반응하지 않습니다). 표에 표시된 최소 Dst조차도. 1, 가까운 통로, 맨홀, 케이블 회랑, 공기 덕트 등이 통제되는 경우 과도한 것으로 판명될 수 있지만 Dst(각각 및 Dperson)의 감소는 문제가 되지 않습니다. 저항 R5의 저항을 증가시킵니다. 필요한 경우 센서의 "범위"를 늘릴 수 있습니다. 무화과. 도 6은 고전력 IR 펄스 생성기의 다이어그램을 보여준다. 동일한 IR 다이오드 AL 156V를 사용하면 Dperson 및 Dst가 1,5 ~ 2배 증가하고 IR 다이오드 AL123A를 사용하면 2,5 ~ 3배 증가합니다.
센서의 방사 패턴은 IR 다이오드의 방사 패턴, 포토다이오드의 감도, 그리고 둘 다 소켓에서 "익사"하는 정도에 따라 달라집니다. 장치의 모든 구성 요소(센서 자체, 전원 공급 장치 및 동적 헤드)를 단일 설계로 결합할 수 있습니다. 그러나 알람 신호가 보편적이지 않으면 동적 헤드와 전원을 다른 방으로 꺼내어 XNUMX선으로 보드에 연결합니다. 저자: Yu.Vinogradov
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