Электроника для авто
Данное устройство поможет припарковать автомобиль в стесненных условиях. Его так же можно использовать в других случаях, когда нужно сигнализировать о степени приближения к препятствию.
Здесь используется метод локации с помощью инфракрасного излучения, описанный в статье Л.1. Сущность метода состоит в следующем. Поскольку использование светового излучения в локации на небольших расстояниях не позволяет определять расстояние по скорости возврата отраженного сигнала (как это делается в акустической локации), здесь применяется способ, в котором измеряется не скорость возврата отраженного сигнала, а его интенсивность. То есть, чем дальше препятствие, тем слабее отраженный от него свет.
Измерение интенсивности производится восьмиступенчатым способом, причем, в процессе измерения чувствительность фотоприемника остается неизменной. Изменяется (восемью ступенями) яркость посланного на встречу препятствия инфракрасного света. Яркость этого света ступенчато нарастает, и когда её будет достаточно для приема цифровым фотоприемником с фиксированным порогом чувствительности, процесс нарастания прекращается.
Индикатором степени приближения служит линейная шкала из восьми светодиодов, действующая по принципу светящегося столба (как столбик термометра). При дальности превышающей пределы чувствительности данного прибора светятся все восемь светодиодов шкалы, а с приближением к препятствию светящийся столб укорачивается (уменьшается число светящихся светодиодов). Шкала может состоять из разноцветных светодиодов.
Устройство выполнено в виде двух блоков, - датчика и шкалы, соединенных десятипроводным кабелем.
Принципиальная схема парковщика приводится на рисунке. Датчик состоит из инфракрасного светодиода HL9 и интегрального фотоприемника F1 с встроенным усилите-лем-компаратором и резонансным фильтром на частоту 36 кГц. Свет, излучаемый светодиодом модулирован такой же частотой, поэтому, система мало восприимчива к помехам от каких-то устройств, излучающих инфракрасное излучение. Единственное, что может помешать работе датчика, так это включенный пульт дистанционного управления телевизором или другой аудиовидео аппаратурой. Но пультами для телевизоров крайне редко пользуются на парковках и в гаражных боксах.
Фотоприемник и светодиод расположены рядом, но с разных сторон печатной платы, и направлены в одну сторону. После монтажа на плату между ними наклеивают кусочек черной пластмассы, чтобы исключить возможность прямого попадания света от светодиода на фотоприемник.
Ток на светодиод HL9 поступает через один из ключей VT9-VT16, в коллекторных цепях которых включены токоограничивающие резисторы R28-R35. Яркость свечения ИК-светодиода HL9 зависит от того, какой из этих ключей в данный момент открыт, то есть, через какое из сопротивлений R28-R35 ток поступает на светодиод.
Для того чтобы создать модуляцию излучения используется общий ключ VT17, он включен последовательно в цепи светодиода HL9. На базу VT17 поступают импульсычастотой 36 кГц от мультивибратора на элементах D1.4-D1.6.
Ступенчатым увеличением яркости HL9 управляет счетчик D2 (с восемью десятичными выходами). На его счетный вход поступают импульсы частотой около 100 Гц от мультивибратора на элементах D1.2 и D1.3. Это заставляет выходы счетчика все время переключаться по нарастающей, затем на нулевую отметку, и снова по нарастающей.
Теперь о работе схемы в целом. Допустим, исходно счетчик D2 находится в нулевом состоянии. Логическая единица имеется только на его выходе «0» (вывод 2). Открыт ключ VT9 и на светодиод HL9 модулирующий ток поступает через резистор R28. Это резистор с наибольшим сопротивлением, поэтому ток наименьший и, соответственно, наименьшая яркость HL9 ИК-свет, излучаемый HL9 отражается от препятствия (если таковое имеется) и попадает на светочувствительную поверхность F1. Если интенсивности света достаточно, то на выходе F1 будет логический ноль, а на выходе D1.1 - единица. Счетчик D2 будет держаться в нулевом состоянии, а из всех светодиодов индикаторной шкалы будет гореть только HL1.
Если же интенсивности отраженного ИК-света не достаточно для преодоления порога чувствительности F1, то на выходе F1 будет единица, а на выходе D1.1 - ноль. Счетчик сможет считать импульсы, поступающие на его вход «С» от мультивибратора D1.2-D1.3. С каждым импульсом его состояние меняется на старшее и соответственно переключаются резисторы R28-R35 посредством ключей VT9-VT16. Таким же образом, переключаются и светодиоды индикаторной шкалы HL1-HL8.
В какой-то момент интенсивности отраженного света становится достаточно для того, чтобы на выходе F1 появился логический ноль. На выходе D1.1 появляется единица и счетчик D2 возвращается в нулевое состояние. Интенсивность света уменьшается до минимума. На выходе F1 - снова единица, счетчик начинает снова считать с нуля. Таким образом, нарастание яркости света прекращается сразу, как только будет преодолен порог чувствительности F1. Постоянное переключение индикаторных светодиодов до определенного момента, приводит к тому, что создается зрительный эффект непрерывного свечения линии определенной длинны. Когда нет препятствие удалено за пределы чувствительности парковщи-ка, создается эффект свечения всех восьми светодиодов.
Светодиод HL9 расположен со стороны печатных дорожек. Под его корпус подложена пластмассовая непрозрачная черная пластинка. Фотоприемник HL-536AA3P можно заменить любым аналогичным на частоту модуляции 30-50 кГц. ИК-светодиод, -любой, применяемый в пультах ДУ телевидеотехники.
Налаживание. Сначала нужно настроить мультивибратор D1.4-D1.6 (подбором R3 или С5) на номинальную частоту фотоприемника (для HL-536AA3P это 36 кГц). На следующем этапе - подобрать сопротивления R28-R35, делая пробные измерения расстояния до препятствия. Сопротивления этих резисторов могут сильно отличаться от указанных на схеме. Все зависит от яркости конкретного ИК-светодиода, чувствительности фотоприемника, и желаемых пределов индикации расстояния.
Литература: 1. Абрамов С. М. Инфракрасный радар. ж.Радиоконструктор 1-2004.
Смотрите также: Оптический датчик на отражение