Parking Lokator

IR-паркинг локатор

          Ето една схема, която с основание можем да наречем “подарък за жена”. И за да не разстроим нежната половина на човечеството, ще допълним само, че много мъже също с успех биха се възползвали от услугите на това устройство. Повечето от моделите на MERCEDES, а вече и някои други по-нови марки автомобили са снабдени с устройство, което при паркиране предупреждава водача за наличие на препятствия зад автомобила. По-добрите от тези устройства имат по няколко зони и по този начин шофьорът получава информация не само за това, че зад автомобила има препятствие, но и за разстоянието, оставащо до него.
        Първите варианти на схемата, които изпробвахме, бяха разработени с ултразвукови предавател и приемник, но както знаете, цената на тези елементи не е ниска (12 лв. за един комплект), което оскъпи готовото устройство като цяло. Ето защо преминахме към вариант с използване на инфрачервени излъчвател и приемник, което се оказа много добро решение както по отношение на качеството и надеждността на устройството, така и по отношение на неговата цена (комплект IR излъчвател и приемник струват едва 3.50 лв.).
          Как работи устройството? Схемата се монтира в задната част на автомобила и получава захранване от светлината за заден ход (активира се при поставяне на скоростния лост в положение “задна”). Устройството има две зони на работа, като при появяване на препятствие в първата зона (например на 1 метър зад автомобила) устройството започва да издава прекъснат (или по-нискочестотен) звуков сигнал. При приближаване до препятствието на разстояние, по-малко от това на втора зона (например 10 или 20 сm), прекъснатият звуков сигнал преминава в непрекъснат (или по-високочестотен), предупреждавайки водача, че вече е в опасна близост до препятствието. Дължините на задействане на двете зони могат да се задават в интервала от 10 сm до 2-3 метра посредством два тримера.
          Схемата се състои от две части - приемна и предавателна, които се монтират на обща платка и в обща кутийка. Предавателната част включва два генератора, съответно на 38 kHz и на 100 Hz, които са изпълнени посредством логическите елементи ИС 1.1 и ИС 1.2. Тук ще ви напомним, че по този начин (с един логически елемент) може да се реализира генератор само в случай че елементът е с тригери на Шмидт на входовете. В този смисъл не опитвайте да заменяте интегралната схема 4093 /К561ТЛ1/с подобната на нея 4011, която е без тригери на Шмидт. Импулсите от първия генератор (100 Hz) се подават към входа на ИС 2 (брояч на Джонсън). ИС 2 изпълнява следната функция: Първия от подадените към входа и импулси тя извежда на своя изход 10, втория - на изход 11, третия - отново към изход 10, и т. н. Така разделените между двата изхода импулси, през диодите D1 и D2, тримерите Р1 и Р2 и постоянния резистор R3 се подават към базата на транзистора Т1. Какъв е резултатът – при първия импулс транзисторът се отпушва с базов ток, определен от тримера P1, а през втория – от тримера Р2, и т. н. А сега нека за момент да се върнем към втория генератор (38 kHz). Този генератор директно управлява втория транзистор – Т2, който работи в ключов режим и съответно се отпушва и запушва с честота 38 kHz. При това токът по веригата R4, инфрачервения светодиод D3, Т1 и Т2 представлява поредица от пакети 38 kHz импулси, като първият пакет е с висока амплитуда (зададена посредством тримера Р1), вторият - с по-ниска (определена от Р2), третият - отново с висока, и т. н.
           Как се отразява това върху приемната част? Инфрачервеният приемник е с работна честота 38 kHz и е от същия тип, който използвахме в схемите за дистанционно регулиране на осветлението (2/2001) и дистанционно управление на компютъра (1/2001). Това всъщност е и най-скъпият елемент в устройството (всички останали струват стотинки). За тези от вас, които още не са използвали такъв тип приемник, ще напомним само, че TSOP не е обикновен фототранзистор. На практика той представлява интегрална схема с вграден в нея усилвател и логически блок. Действието и се състои в това, че при прекъсване на носещата 38 kHz честота на инфрачервения сигнал, подаван към приемника, тя изработва краткотраен импулс с ниско ниво на своя изход. Забележете, че логическата част на TSOP е направена така, че изходен сигнал “0” се получава при прекъсване, а не при появяване на високочестотното инфрачервено излъчване. Важно е да се отбележи, че изпитахме схемата и с други подобни IR-приемници от този тип (има разпространени няколко вида, които са със същата форма и малко по-малък размер), но схемата не работи надеждно с тях и се случва да се самовъзбужда. При TSOP-приемниците този проблем не съществува и устройството работи много надеждно.
          Но да се върнем към нашата схема. Инфрачервеният сигнал, излъчен от предавателя, се отразява във всички прегради (ако има такива) и се връща обратно в устройството. Тъй като на практика това е сигнал с честота 38 kHz, “накъсан” с честотата на импулсите, подавани от ИС.2, инфрачервеният приемник създава краткотраен нулев импулс на своя изход при всяко прекъсване на носещата. Точно тук се крие и същността на действието на схемата. Когато препятствието е на разстояние, отговарящо на първа зона, до приемника достигат само пакетите импулси, които са с по-голяма амплитуда (зададена от тримера за първа зона). Когато препятствието се приближи на разстояние, по-малко от определеното за втора зона, приемникът започва да приема и отразените пакети с по-ниска амплитуда.

             Схемата след приемника е конструирана така, че в първия случай пиезозумерът да свири с прекъснат сигнал, а при втория – с непрекъснат. Ефектът е постигнат с подходящ подбор на честотата на първия генератор (ИС 1.2) и капацитета на кондензатора С5, свързан между изхода на TSOP и маса.
         Тъй като TSOP38 е предвиден за използване в кодираните инфрачервени ТV-дистанционни управления, вграденият в него логически блок е доста прецизен. Благодарение на това, границите на двете зони могат да се настройват лесно и точно и не се получават фалшиви сигнали при работа на устройството.
          Монтажът на елементите е осъществен така, че приемната и предавателната част на схемата заемат отделни половини от печатната платка (в края на статията), като е предвидено място за монтиране на малка светонепропусклива преграда между двете части на схемата, в случай че се получи приемане на инфрачервени сигнали между приемника и предавателя в самата кутийка на устройството. На практика това не е необходимо – в нито едно от изпитаните от нас устройства не се е получил такъв ефект. Предвидили сме го просто като допълнителна мярка, тъй като някои от инфрачервените светодиоди имат и обратно излъчване (назад).
          В устройството, показано на снимката, пиезозумерът е монтиран в самата кутийка. Това е удобно, когато схемата се използва в микробус, но в случай че я монтирате в лек автомобил, можете посредством двужилен проводник да изведете зумера на подходящо място в купето. Кондензаторът С4, който филтрира пулсациите в захранването към инфрачервения приемник, е монтиран в непосредствена близост до приемника! Ако използвате друга платка, не забравяйте да спазите това условие. Използваните от нас транзистори са с коефициент на усилване, по-голям от 130. Консумацията на схемата в режим на покой е 25 mA, а при непрекъснат сигнал – 40 mA.
          Настройка. Схемата не изисква определена настройка, освен задаване на дължината на двете зони на сигнализация. В случай че прекъснатия и непрекъснатия сигнал не са достатъчно ясни (например прекъснатият е с прекалено голяма честота на прекъсване) можете да промените незначително стойността на честотноопределящия резистор R2, така че да получите необходимата работна честота на втория генератор.
          Както сами се досещате, схемата може да има и други приложения. Тя може да се използва например като инфрачервен датчик, сигнализиращ за влизане на посетител или като устройство, предупреждаващо, че не бива да се доближават определени обекти (електрически табла с високо напрежение, експонати в изложбени зали и др).