На рис. 1 приведена принципиальная схема генератора, формирующего подобным
образом последовательность инфракрасных вспышек. Здесь DD1.1, DD1.2, Rl, ZQ1 -
задающий генератор, работающий на частоте часового кварцевого резонатора ZQ1 -
32768 Гц. Микросхемы DD4 и DD5 составляют электронный коммутатор, его выход
(объединенные выводы 3 DD4 и DD5) оказывается соединенным с одним из Х-входов
этих микросхем в зависимости от адреса, поступающего на входы 1, 2, 4, и сигнала
на входе S (активизируется микросхема с S=0). Адрес и сигнал S формирует счетчик
DD3. Легко вычислить, что смена адреса будет происходить здесь каждые 0,976 мс
(25/32768 с), это tзн - длительность знакоместа в кодовой посылке. В середине
каждого знакоместа может быть сформирован короткий (R4C2=~10 мкс) импульс на
выходе DD1.4. Но это произойдет лишь в том случае, если данному знакоместу будет
соответствовать сигнал лог. 1 на выходе коммутатора. Этот импульс откроет
нормально запертый транзисторный усилитель (VT1, VT2 и др.) и ток, возникший в
ИК диоде BI1, преобразуется в ИК вспышку той же длительности.
См. рис.
Генерация кодовой последовательности начинается (SA1 включен, кнопка SB1
нажата) с формирования короткого импульса на входе R счетчика DD3 (tr=~R3.Cl),
устанавливающего его в исходное, нулевое состояние, и заканчивается с появлением
сигнала 1 на выходе 2в9 (выв. 14) DD3. Знакоместа - их, очевидно, 16 - следуют
во времени в соответствии нумерацией (по стрелкам) Х- входов электронных
коммутаторов: 1, 2,..., 14, 15 (нулевому знакоместу всегда соответствует 1; это
стартовый импульс пакета, не входящий, конечно, в число кодообразующих). Общая
продолжительность кодовой посылки составит таким образом 0,976х15=~14,6 мс.
Нужное число-код формируют, так или иначе коммутируя Х- входы микросхем DD4,
DD5: соединяя i-ую стрелку с «+» источника питания, если в i-том разряде кода
должна быть 1 (XI DD4, формирующий стартовый импульс пакета , уже соединен с +U
), или с «землей», если должен быть 0. Так, например, для генерации кода
111011100111001 потребуется соединить стрелки 1, 2, 3, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 15 с
«+», а стрелки 4, 8, 9,13, 14 - с «-» источника питания. Поскольку n=15, то
число различных сигналов, из которых любой может быть закоммутирован в качестве
кодового, составляет здесь 2в15=32768. Генератор монтируют на печатной
плате, изготовленной из двустороннего фольгированного
стеклотекстолита толщиной 1,2...1,5 мм (рис. 2).
Рис. 2.
Фольгу со стороны деталей используют лишь в качестве общего провода (с ней
соединен «-» источника питания): в местах пропуска проводников она должна иметь
выборки - кружки диаметром 1,5...2 мм (на рисунке не показаны). Места соединения
с нуль-фольгой «заземляемых» выводов резисторов, конденсаторов и др. показаны
черными квадратами; черными квадратами со светлой точкой в центре -
«заземляемые» выводы микросхем и положение проволочной перемычки, соединяющей с
нуль-фольгой «минусовой» вывод конденсатора С4. В качестве источника питания
генератора можно взять 6-вольтную батарею 11А (габариты - 10,3х16 мм,
электрическая емкость -33 мА.ч). Выключатель SA1 типа ПД9-1 монтируют
непосредственно на корпусе генератора. Кнопка SB1, типа ПКн-159 или подобная ей,
должна иметь провод длиной 6...8 мм, достаточный для его вывода сквозь стенку
корпуса. Правильно собранный генератор наладки не требует. Проконтролировать его
работу можно с помощью осциллографа, подключив его вход к коллектору транзистора
VT1. После включения SA1 и нажатия кнопки SB1 на экране осциллографа (время
ждущей развертки 20...30 мс) должна возникнуть и исчезнуть последовательность
импульсов, расставленных во времени в соответствии с закоммутированным сигналом.
Если это рассмотренный выше код 111011100111001, то ему будет соответствовать
осциллограмма, изображенная на рис. 3.
Рис. 3.
(«лишний» импульс в начале пакета -стартовый). По амплитуде импульсов,
измеренных на резисторе R9, можно судить о токе в ИК диоде Iимп =~Uимп /R9
(Iимп - в амперах, Uимп - в вольтах, R9 - в омах), а в быстрой
развертке (20...50 мкс, тоже ждущей) - об их форме и длительности, которая
должна быть в пределах 5...15 мкс. Двухступенчатое включение кодового излучателя
- сначала выключателем SA1, а затем кнопкой SB1 - связано с особенностью
самовозбуждения кварцованных генераторов, с их довольно медленным (из-за высокой
добротности кварцевого резонатора) вхождением в рабочий режим. Выключатель SA1
можно исключить, организовав питание генератора так, как показано на рис. 4.
Рис. 4.
Но в таком случае кнопку SB1 потребуется нажимать дважды: первое нажатие
даст, скорее всего, неверную комбинацию (которая, кстати, может быть даже
полезна как маскирующая истинный код). Без выключателя SA1 можно обойтись и в
том случае, если в качестве источника питания генератора будет взята
низковольтная батарея достаточной емкости, способная обеспечить продолжительную
его работу при постоянно включенных микросхемах. Например, литиевый элемент с
ЭДС=3 В, имеющий электрическую емкость 0,1 А.ч, сможет проработать в таком
режиме около года. В кодовом излучателе могут быть использованы практически
любые И К диоды, ограничения - лишь габаритные: высота деталей на печатной плате
не должна превышать 8 мм. Все резисторы здесь -типа МЛТ-0,125,
неэлектролитические конденсаторы - КМ-5, КМ-6, К10-17Б и др. Конденсатор С4 -
типа K50-35 или К50-40. Рабочее напряжение копденсатора С6 (CE-DS Магсоn, его
монтируют в положении «лежа») должно соответствовать напряжению источника
питания. В варианте, показанном на рис. 4, необходимо предварительно
проконтролировать состояние его диэлектрика: ток утечки в С6 должен быть меньше
1 мкА. При увеличении сопротивления резистора R9, ограничивающего ток в ИК
диоде, емкость конденсатора С6 может быть соответственно уменьшена. Довольно
большая «дальнобойность» ИК излучателя (с R9=3,9 Ом превышающая 10 м) может
оказаться просто ненужной.
Uпит, В |
Iпотр, мкА |
Iимп, А |
2,4 |
5 |
0,18 |
3,7 |
16 |
0,38 |
4,3 |
30 |
0,38 |
5,0 |
60 |
0,46 |
6,0 |
140 |
0,59 |
7,0 |
360 |
0,72 |
Кодовый генератор сохраняет свою работоспособность в широком диапазоне
питающих напряжений. В таблице 1.показана зависимость потребляемого им тока
Iпотр и тока в ИК диоде Iимп от напряжения источника питания Uпuт
|