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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sensor de presencia por infrarrojos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Seguridad y proteccion El dispositivo propuesto está diseñado para proteger las instalaciones. Sonará una alarma si se detecta en el área protegida un objeto en movimiento o estacionario que no estaba presente cuando se encendió el dispositivo. Muy a menudo, los sistemas de seguridad utilizan sensores sin contacto para controlar la zona cercana. Este es el espacio cerca de las puertas, parte del pasillo, tramo de escaleras, mesa, caja fuerte, etc. Por lo general, estos problemas se resuelven utilizando tecnología de alta frecuencia. El sensor puede ser un generador LC que se altera cuando se acercan objetos extraños, un puente de alta frecuencia que pierde el equilibrio, etc. Pero existen otros medios. En la Fig. La Figura 1 muestra un diagrama de un dispositivo que genera pulsos cortos de infrarrojos (IR) y recibe su reflejo de un objeto que aparece cerca. Aquí VI1 es un diodo IR, excitado periódicamente por pulsos de corriente, cuya amplitud Iimp = (Upit-3,5)/R5 puede ser muchas veces mayor que el valor promedio permitido. La duración de estos pulsos es timp = 0,7R3C2 = 10 μs y el período de repetición es T = 1,4R2C1 = 0,2 s.
El pulso IR reflejado incide en el fotodiodo BL1. Después de la amplificación y limitación por parte del microcircuito DA1, pasa a una de las entradas del elemento DD2.1 (pin 13). Si el pulso reflejado coincide con el emitido (el pulso que excita el diodo IR llega al pin 12 de DD2.1), entonces se produce un cortocircuito ( Así es como el dispositivo "reproduce" los pulsos IR reflejados. Él transformará una serie de tales pulsos en una secuencia que suena alarmante, seguida de la frecuencia de los pulsos IR. En mesa La Figura 1 muestra el rango de detección de una persona (Dpersona) y una pared (Dst) dependiendo de la corriente en el diodo IR (IBI1), es decir, de la resistencia de la resistencia R5. Las mediciones se realizaron con una tensión de alimentación de 6 V. El valor mínimo de Dpersona corresponde a una persona vestida con una túnica oscura.
El dispositivo se ensambla sobre una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de doble cara con un espesor de 1,5 mm (Fig. 2). La lámina debajo de las piezas se utiliza únicamente como cable común. Las conexiones a los terminales de resistencias, condensadores, etc. se muestran en cuadrados negros. Los cuadrados negros con un punto claro en el centro muestran aquellos pines de microcircuitos y condensadores de óxido que deben conectarse al cable común y al mismo tiempo pasar a través de la placa. En los lugares por donde pasan los conductores se deben grabar círculos protectores con un diámetro de 2...2,5 mm en la lámina (no se muestra en la Fig. 2). También se debe quitar la lámina debajo del transistor VT1, que está fijado a la placa con un tornillo M3.
El panel frontal del dispositivo, en el que están instalados el fotodiodo y el LED IR, tiene unas dimensiones de 92x32x3 mm. Está fabricado en poliestireno negro resistente a impactos (Fig. 3). En los lugares donde se instalan el diodo IR y el fotodiodo, este debe tener engrosamientos (se pegan anillos del mismo poliestireno en la parte superior e inferior del panel), que deben aislarlos ópticamente.
La placa completamente ensamblada se instala en el panel frontal como se muestra en la Fig. 3: el tablero se fija a tres postes de 14 mm de altura pegados al panel (en la figura solo se muestra uno) con tornillos M2. Para evitar la iluminación del fotodiodo desde el lado del terminal, las partes “inferiores” del diodo IR y del fotodiodo están selladas con círculos de cinta aislante negra. El chip DA1 contiene un amplificador altamente sensible, por lo que es necesario blindarlo. La pantalla está doblada de hojalata para formar una caja abierta de 32x16x10 mm. Se suelda en las esquinas, se hace un agujero en el "techo" para el fotodiodo, la parte inferior se nivela con una lima ancha con una muesca fina y se suelda a la lámina del tablero en la posición que se muestra en la Fig. 2 líneas discontinuas. Si es necesario apantallar el fotodiodo, se coloca en un tubo metálico de pared delgada de diámetro y longitud adecuados, que se suelda directamente a la caja de la pantalla. Un dispositivo correctamente ensamblado generalmente comienza a funcionar inmediatamente en modo de alarma: el techo, las paredes y los muebles dan una señal reflejada completamente suficiente. Pero si continúa sonando incluso cuando se coloca "de frente" sobre la mesa, entonces será necesario detectar y eliminar las vías de penetración de la radiación IR en el fotodiodo dentro del propio dispositivo. Después de esto, todo lo que queda es determinar el "rango" resultante y configurar el deseado seleccionando la resistencia R5. A veces, una reacción tan directa del dispositivo, que hace sonar cada impulso reflejado, no es en absoluto necesaria. En la Fig. La Figura 4 muestra una parte del circuito del dispositivo que debe cambiarse para que la señal de alarma se genere solo cuando pase un grupo compacto de señales reflejadas.
La alarma sonará sólo si se reciben cuatro pulsos reflejados en la entrada CP del contador DD3.1. Pero esto debería suceder en un intervalo de tiempo de 16T (3,2 s), ya que con la caída de cada decimosexto pulso del oscilador maestro, el contador DD3.1 vuelve al estado cero (se genera un pulso de reinicio con una duración de 20 μs en la salida del elemento DD2.2). Es decir, si el sensor detecta cuatro pulsos reflejados en uno de estos intervalos de tiempo, activará una alarma. Su tiempo de sondeo es tTp<2,4 s (12T). Si el objeto no sale de la zona de control, la alarma se repetirá. Es necesario conectar la salida del elemento DD2.2 a la entrada R del contador DD3.2 para un reinicio confiable cuando se enciende la alimentación. El dispositivo puede ingresar al sistema de seguridad como uno de sus sensores. Para ella, solo será de interés la señal que aparece en la salida del elemento DD2.1. En mesa La Figura 2 muestra las dependencias de la corriente consumida por el sensor de infrarrojos en modo de espera (Idezh), la corriente consumida por él en modo de alarma (Itr), así como la potencia de la señal de alarma (Ptr) del voltaje de la fuente de alimentación ( Upit) con una resistencia del cabezal dinámico HA1 de 25 Ohms y R5 =16 Ohm.
Los reflejos de paredes, techos, muebles, etc., si el dispositivo está mal colocado en el interior, pueden dejar importantes “agujeros” en la protección construida, o incluso bloquear completamente su funcionamiento. Entonces, si se instala un sensor con R5 = 16 ohmios en un pasillo de 3,2 m de ancho en la posición 1 (ver Fig. 5, a), entonces quedará un pasaje incontrolado con un ancho de al menos 1,6 m en la pared más alejada del pasillo Pero si el sensor está en la posición 2, ya no será posible pasar desapercibido por la puerta. Y como aquí "brilla" a lo largo del corredor, entonces, sin temor a los reflejos, se puede aumentar la potencia de radiación (posición 3 en la Fig. 5, a).
Para monitorear un paso de escaleras (Fig. 5, b), se selecciona la resistencia R5 para que el sensor deje de responder a los reflejos de la pared opuesta. Y como Dpersona>0,5Dst (ver Tabla 1), se notará a una persona que pasa por el tramo de escaleras más cercano. En la abertura de la puerta (puede que no haya una puerta en sí), se instala el dispositivo como se muestra en la Fig. 5, c. Para evitar el reflejo de los pulsos de infrarrojos desde el polo opuesto, debe girar el dispositivo ligeramente hacia el patio (de esta manera, el sensor no reaccionará a los transeúntes). Incluso el Dst mínimo indicado en la tabla. 1 puede resultar excesivo si se controla un paso estrecho, una alcantarilla, un pasillo de cables, un conducto de aire, etc.. Pero reducir Dst (y por tanto Dpersona) no es un problema: basta con aumentar la resistencia de la resistencia R5. Si es necesario, se puede aumentar el "alcance" del sensor. En la Fig. La Figura 6 muestra un circuito de un generador de impulsos IR de alta potencia. Con el mismo diodo IR AL 156V, Dperson y Dst aumentarán 1,5...2 veces, y con el diodo IR AL123A, 2,5...3 veces.
El patrón de radiación del sensor depende del patrón de radiación del diodo IR, de la sensibilidad del fotodiodo y de cuánto están "empotrados" ambos en sus casquillos. Todos los componentes del dispositivo (el sensor en sí, la fuente de alimentación y el cabezal dinámico) se pueden combinar en un solo diseño. Pero si la señal de alarma no es universal, el cabezal dinámico y la fuente de alimentación se llevan a otra habitación y se conectan al tablero con una línea de tres cables. Autor: Yu.Vinogradov
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