Курсовая работа: Давачі наближення

Рисунок 4 – Різні типи корпусів давачів: циліндричні, прямокутні, підковоподібні

В окрему групу по своїх конструктивних особливостях можна виділити типи давачів з оптоволокном. У цьому випадку електрична частина давача перебуває в доступному й безпечному місці, а приймач і передавач давача винесені безпосередньо в зону детектування. Вони передають світловий сигнал до підсилювача по оптоволоконному кабелі. У цих типах давачів також існують всі методи виявлення. Фотодавачі з оптоволокном незамінні при рішенні завдань виявлення у важкодоступних місцях і зонах з тяжкими умовами навколишнього середовища, а завдяки мініатюрності такої оптичної системи можливе виявлення об'єктів до 0,012мм у діаметрі. До того ж вихід з ладу чутливого елемента давача в тяжких умовах роботи незначно впливає на вартість відновлення давача. Один підсилювальний блок працює з безліччю оптичних кабелів, що розрізняються й по методу виявлення, й по конструктивних особливостях, так що вам не буде потрібно міняти весь давач при зміні завдання керування [4].

4. Основні принципи побудови інфрачервоного давача наближення

Розглянемо інфрачервоний давач наближення, що працює за схемою відбиття від об’єкта. Сигнал тривоги зазвучить у тому випадку, якщо в охоронюваному приміщенні буде виявлений рухомий або нерухомий об'єкт, що був відсутній в момент ввімкнення пристрою.

Такі давачі використовуються в основному для контролю ближньої зони. Це - простір біля дверей, частина коридору, сходового маршу, стіл, сейф і т.п.

В додатку А показана схема приладу, що формує короткі інфрачервоні (ІЧ) імпульси й приймаюче їхнє відбиття від об'єкта, що з'явився поблизу. Тут ВI1 - ІЧ діод, періодично порушуваний імпульсами струму, амплітуда яких I_імп =(Uживл-3,5)/R5 може багаторазово перевищувати середнє припустиме значення. Тривалість цих імпульсів t_імп =0,7R3C2, а період їх надходження T=1,4R2C1.

Відбитий ІЧ імпульс попадає на фотодіод BL1. Після посилення й обмеження мікросхемою DA1 він надходить на один із входів елемента DD2.1 (вивід 13). Якщо відбитий імпульс збігається з тим, що випромінюється (імпульс, що збуджує ІЧ діод, надходить на вивід 12 DD2.1), то на виході DD2.1 виникає короткий (tімп) імпульс низького рівня, що запускає одновібратор (DD2.2, DD2.3). На виході одновібратора виникає імпульс тривалістю T_зв =0,7R8C7. Він надходить на вхід звукового генератора (DD2.4, DD1.6). Динамік НА1 видає короткий звуковий сигнал. Так прилад "озвучує" відбиті ІЧ імпульси. Серія таких імпульсів буде трансформуватися їм у тривожно звучну послідовність, що випливає із частотою ІЧ імпульсів.

Щоб уникнути підсвічування фотодіода з боку виводів, "донні" частини ІЧ діода й фотодіода заклеюють кружками чорної ізоленти. У мікросхему DA1 входить високочутливий підсилювач, тому її потрібно екранувати.

Правильно зібраний пристрій звичайно відразу починає працювати в режимі тривоги - стеля, стіни, меблі дають цілком достатній відбитий сигнал. Але якщо він продовжує звучати й покладений лицьовою стороною на стіл, то буде потрібно виявити й ліквідувати шляхи проникнення ІЧ випромінювання на фотодіод усередині самого приладу. Після цього залишиться визначити отриману дальність спрацювання і виставити потрібну, підбором резистора R5. Іноді безпосередня реакція приладу, що озвучує кожен відбитий імпульс, зовсім не обов'язкова. На рисунку 5 показана частина схеми пристрою, яку потрібно змінити, щоб сигнал тривоги формувався лише при проходженні компактної групи відбитих сигналів.

Рисунок 5 - Модифікація схеми для уникнення хибного спрацювання

Сигнал тривоги пролунає лише в тому випадку, якщо на вхід СР лічильника DD3.1 надійдуть чотири відбитих імпульси. Але відбутися це повинно на часовому інтервалі тривалістю 16Т (3,2 с), оскільки спадом кожного шістнадцятого імпульсу генератора, лічильник DD3.1 повертається в нульовий стан (імпульс скидання тривалістю 20 мкс формується на виході елемента DD2.2). Тобто, якщо на одному з таких часових інтервалів датчик зафіксує чотири відбитих імпульси, він включить тривожну сигналізацію. Час її звучання - t_тр .

Пристрій може ввійти в охоронну систему в якості одного з її давачів. Для неї буде становити інтерес лише сигнал, що виникає на виході елемента DD2.1 [5].

5. Розробка методики розрахунку давача наближення

Розглянемо залежність параметрів схеми від номіналів її елементів. ІЧ діод, періодично збуджується імпульсами струму, амплітуда яких I_імп =(U_живл -3,5)/R5. Саме від цього параметра залежить чутливість схеми й дальність її спрацьовування. Однак, залежність відстані від амплітуди є нелінійною й не може бути обчислена аналітично, тому встановлюється експериментально шляхом зміни резистора R5. Відстань спрацьовування при певних значеннях величини резистора R5 записані в таблиці 2. Виміри проводилися при напрузі живлення 6В. Мінімальне значення D_люд відповідає людині в темному халаті.

Таблиця 2 Залежність чутливості схеми від амплітуди імпульса

Iімп , А (R5, Ом)	Dлюд , м	Dст , м
0,04 (62)	0,5..0,9	1,5
0,16 (16)	1..1,6	3
0,64 (3,9)	1,8..2,5	4,3

Графік залежності відстані спрацювання схеми від амплітуди імпульсу зображений на рисунку 6.