Kvôli ďalším pokusom s vláčikmi som potreboval sledovať polohu vlaku. Zo starých televízorov som povyťahoval prijímače pre infračervené diaľkové ovládanie a z diaľkových ovládaní zase infračervené diódy. A tak vznikla infračervená závora.
Návrh obvodu
Princíp je jednoduchý. Infračervená dióda vysiela svetlo, ktoré sa od sledovaného zariadenia odrazí do prijímača, ktorý to vyhodnotí. Pokiaľ nie je svetlo v dosahu, na výstupe prijímača je úroveň log. 1., so svetlom sa prepne na log. 0.
Konkrétny prijímač a jeho špecifiká podľa datasheetu
Pri návrhu celého obvodu musím začať od konca. Na vrchu infračerveného prijímača je napísaný jeho typ : TSOP1736.
- TSOP1736.pdf (Datasheet k infračervenému prijímaču TSOP1736)
Podľa datasheetu prijímané svetlo musí blikať na frekvencii 36kHz, pričom nemôže byť prijímané stále. Takže musím vyslať niekolko svetelných impulzov na frekvencii 36kHz, malá medzera a znova vysielam. Toto všetko je kvôli tomu, aby sa odrušili všetky iné zdroje infračerveného svetla (teplo = infračervené svetlo).
Malý tip k infračervenej dióde
Ak neviete, či funguje, pozrite sa na ňu cez nejaký fotoaparát, alebo kameru. Tak uvidíte, či svieti.
Schéma zapojenia vysielača
Inšpiroval som sa článkom z electroschematics.com, kde sú použité dva integrované obvody NE555. Jeden generuje 36kHz pre napájanie LED diódy a druhý s frekvenciou 300Hz toto svetlo spína. Ja som to skombinoval na jeden obvod MH7404. Tieto frekvencie som zmiešal pomocou dvoch tranzistorov.
Kliknite na obrázok, alebo tu, schéma sa zobrazí vo väčšom rozlíšení. Ľavá časť schémy generuje signál na frekvencii cez 300Hz, ktorý cez Q2 púšťa napájanie infračervenej dióde . Keď už je pod napätím, musí blikať na frekvencii 36kHz, pretože je spínaná cez tranzistor Q1. Ten je napájaný pravou časťou schémy, čo je oscilátor s frekvenciou 36kHz. Tým sú splnené podmienky, aby prijímač pracoval.
Schéma zapojenia prijímača
Vždy, keď prijímač zachytí infračervené svetlo, prepne svoj výstup z log. 1 na log. 0. Výstup je vyvedený do integrovaného obvodu MH7404, ktorý je zapojený ako invertor. Zmena na prijímači spôsobí zmenu logických stavov v IC1 a to spôsobí prebliknutie LED diód.
Kliknite na obrázok, alebo tu, zobrazí sa vo väčšom rozlíšení. Ak nemáte MH7404, môžete s malou úpravou schémy a DPS použiť NAND hradlá (MH7400).
Datasheet k 7404
- 7404.pdf – datasheet k logickému obvodu 7404
Prvé testy závory
Závoru som testoval dva krát. Prvý raz boli vysielač aj infračervená závora namierené dohora, pričom zábrana reagovala na vzdialenosť aj okolo 20cm. Druhý raz som ich namieril vodorovne a skúšal s vagónom na koľajniciach.
Vzdialenosť medzi infračervenou diódou a vagónom bola okolo 7cm a prijímač bez problémov reagoval. To mi po predchádzajúcich neúspechoch so zábranou dalo nádej, že táto už bude fungovať.
Celková schéma a DPS
Aj keď sú tam dva integrované obvody, schéma je jednoduchá. Jeden integrovaný obvod je vo vysielacej časti, druhý v prijímacej.
Kliknite na schému, alebo tu, zobrazí sa vo väčšom rozlíšení. Oproti pôvodnej schéme som k C2 pridal kondenzátory C4 a C5. Ich hodnota je označená hviezdičkou, pretože mi slúžia na úpravu 36kHz oscilátora. Z mojich pokusov sa mi najlepšie osvedčila kombinácia 470pF + 470pF + 150pF, kedy oscilátor kmital na frekvencii 36.05kHz
Takto vyzerá DPS, pričom je tu aj jej prázdna čierno biela verzia. Ja Vám ale odporúčam použiť eagle súbory uvedené nižšie, pretože odtiaľ si jednoducho vytlačíte DPS v mierke 1:1. Ešte prikladám zrkadlovo otočenú DPS v čierno bielej verzii.
Rozmery DPS sú okolo 70x50mm, ale radšej si to vytlačte z Eaglu, budete to mať 1:1.
- Infra_zavora.zip obsahuje schému aj DPS v jednom archíve
Hotový DPS
Takto vyzerá hotová infra závora. Nie sú tam ešte kábliky na vyvedenie impulzov, tie dorobím, až keď to bude na niečo napojené. Kliknite si na obrázok, zobrazí sa Vám vo väčšom rozlíšení.
Na záver…
Závora konečne funguje, takže už ju len treba na niečo napojiť. Mám v pláne počítadlo dĺžky vlaku a podobné blbinky, ale to až v ďalšom článku…
