ІК приймач «візитної картки» з дешифратором

  • Час 7-07-2015, 10:03
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Принципова схема приймача «візитної картки» наведена на рис. 40. Тут DA1 - мікросхема, що перетворює імпульс струму, що виникає в фотодиоде VDI під впливом ІК спалаху, в імпульс напруги, амплітуда якого достатня для безпосереднього управління КМОП-мікросхемами (рис. 41, а). На елементах DD1.1 і DD1.2 зібраний одновібратор, що перетворить короткий імпульс, що відповідає тривалості ІК спалаху *, в імпульс тривалістю tф = 50 мкс (tф @ 1/2 tп, де tп - період слідування ІК спалахів в кодової посилці (рис. 41, б)). На елементах DD1.3, DD2.3-DD2.5 зібрано пристрій, що формує імпульс на вході R лічильника DD3 (рис. 41, г), яким він переводиться в нульовий стан по фронту першого ж ІК спалаху, і часовий інтервал Тпр (рис . 41, в), в межах якого лічильник DD3 може безперешкодно вести підрахунок імпульсів (за їх спаду), що надходять на його вхід С.

ІК приймач «візитної картки» з дешифратором

Рис. 40. ІК приймач «візитної картки»

ІК приймач «візитної картки» з дешифратором

Рис. 41. Епюри сигналів в ІК приймачі

Дешифрация кодової посилки, з'ясування того, чи містить вона Nкод - кодове число імпульсів, покладається на дешифратор Д1. Як приклад, який демонструє його структуру, на рис. 42, а наведена конфігурація Д1 для Nкод = 284. Оскільки «вага» виходу Qi в DD3 дорівнює 2 ^ (i-1), то в двійковій запису Nкод = 000100011100 (2 ^ (3-1) + + 2 ^ (4-1) + 2 ^ (5-1) + 2 (9-1) = 4 + 8 + 16 + 256 = 284). Дешифратор складається з 4-входовий кон'юнктор ** (Rl, VD3-VD5, VD9), входи якого підключені до всіх Qi = 1, і 8-входовий діз'юнктора (R2, VD1, VD2, VD6-VD8, VD10, VD12), входи якого підключені до всіх Qj = 0. Легко бачити, що напруга високого рівня (лог.1) виникне і збережеться на виході DD1.4 (див. Рис. 41, д) лише у випадку, якщо в лічильнику DD3 буде зафіксований Nкод, в будь-якому іншому воно так чи інакше буде зведено до нуля. На рис. 42, б показана конфігурація кон'юнктор в шифраторі ІК випромінювача, що формує Nкод = 284; інше його положення на виходах лічильника пов'язано з тим, що «вага» виходу Qi тут дорівнює 2 ^ (i-5).

ІК приймач «візитної картки» з дешифратором

Рис. 42. Дешифратор для Nкод = 284

Подібну ж структуру матиме дешифратор Д1 і для іншого Nкод, з іншими, звичайно, позиціями діодів в кон'юнктере і діз'юнкторе.

Для того, чтобисістема реагувала на Nкод лише при досить тривалій його експозиції, в ланцюг формування вихідного сигналу введена ланцюжок R9 · C11 @ tексп. Зазвичай приймають tексп = 0,3 ... 3 с. На короткочасне поява Nкод (у спробах, наприклад, швидше підібрати код) така система просто не відреагує.

Вихід пристрою - транзистор VT1 з відкритим колектором - може бути доповнений тим або іншим виконавчим механізмом. Наприклад, тональним генератором (рис. 43, а), який попереджає про прихід «свого», або електронним ключем, керуючим електромагнітним замком Y1 (рис. 43, б).

ІК приймач «візитної картки» з дешифратором

Рис. 43. Тональний генератор (а) і електронний ключ до електромеханічного замку (б)

В правильно зібраному І К приймачі буде потрібно, можливо, зменшити його чутливість. Це можна зробити як електрично - зашунтировав, наприклад, вхід підсилювача DA1 резистором R12 (показаний на рис. 40 штриховий), так і оптично - прикривши фотодиод «сірим» фільтром, в якості якого можна використовувати, наприклад, пластикові шпалери, що виконують заодно і функцію фільтра, майже повністю «відрізало» видиму частину спектру паразитної підсвічування.

Досвід показав, що випромінювання ІК генератора здатне «пробити» навіть 1,5 ... 2-міллйметровий пластик. Крім того, захисна накладка великих розмірів, що не дозволяє візуально визначити положення фотодіода, виявиться ще однією перешкодою на шляху несанкціонованого проникнення в систему.

Захист від підбору коду - основна турбота конструкторів такого роду пристроїв. Прийнята тут система кодування відносно проста: Nкод - лише одне число з тисячі можливих. Але підбір коду ускладнений тут і рядом інших обставин. Зауважимо, що тривалість кодової посилки Ткод не може бути ні занадто малою (інакше «злипнуться» імпульси на вході З лічильника DD3), ні занадто великий, більше Тпр (наступна потім ІК спалах трансформується в R-імпульс, який повертає DD3 в початковий стан). Ускладнює підбір коду і t ^, у всякому разі дуже його уповільнює. Захисні функції закладені навіть у яскравість ІК спалаху - вона повинна бути лише достатньою. Підвищена освітленість фотодіода може вивести фотоголівка приймача з робочого режиму і. привести до помилок в рахунку;

І все це, зауважимо, за відсутності будь-яких спеціальних контрзаходів, які тут, звичайно ж, неважко передбачити. Можна ввести ще один (або не один) знаходиться в стороні фотодатчик, засвітка якого негайно заблокує систему. Або блокування, що реагує на занадто велике число зроблених спроб. Більше чотирьох за хвилину, наприклад. Блокування можуть, звичайно, і доповнювати один одного.

На рис. 44 показана друкована плата ІК приймача. Її виготовляють з двостороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 1.5 ... 2 мм. Фольгу з боку деталей використовують лише в якості нульової шини-«землі» (до неї приєднано «-» джерела живлення), у місцях пропуску провідників вона має витравлені кружки діаметром 1.5 ... 2 мм (на малюнку не показані). З'єднання з нуль-фольгою «заземлюються» висновків показані зачорненими квадратами.

ІК приймач «візитної картки» з дешифратором

Рис. 44. Друкована плата ІК приймача «візитної картки»

Фотоусілітель (VD1, DA1 та ін.) З його великою чутливістю, широкополосностью, високим вхідним опором необхідно екранувати. В іншому випадку електричні наведення, в тому числі і від роботи власного дешифратора, можуть зробити ІК приймач абсолютно непрацездатним. Екран, що має «вікно» для фотодіода, виготовляють з жерсті у вигляді коробки і припаюють до нуль-фользі в двох-трьох точках. На рис. 44 штриховий лінією показано приблизне його розташування.

Таблиця 9

Uпит, В

Iпотр, мА

4,2

0,9

5,0

1,1

6,0

1,3

7,0

1,6

8.0

1,9

9,0

2,3

Рекомендується також вжити заходів до мінімізації підсвічування фотодіода сторонніми джерелами світла, оскільки це може помітно знизити чутливість приймача до сигналів свого ІК генератора. В якості бленди, що обмежує бічний подсвет фотодіода, можна взяти відрізок зачерненной всередині пластмасової або металевої туби діаметром 10 ... 15 мм.

Фоточувствительную частина приймача можна виготовити у вигляді окремої головки, з'єднаної з іншими його елементами тонким трьохдротяним кабелем («+», «-», вив. 10 DA1). Малі розміри такої фотоголівка дозволять встановити її в вирізі дверного «вічка», за маскирующей накладкою в товщі двері, в дверній коробці і т.п.

ІК приймач зберігає працездатність в широкому діапазоні живлячих напруг. Залежність споживаного ним струму Iпотр від напруги живлення Uпит показана в таблиці 9.

*) Нагадаємо, що тривалість імпульсу на виході фотоусілітеля DA1 залежить не тільки від тривалості ІК спалаху, але і її яскравості - освітленості фотодіода. Причина - у відносно повільному відновленні його темновой провідності.

**) Фізичні елементи, що реалізують кон'юнкцію і диз'юнкцію, - так в роботах з математичної логіки зазвичай називають логічні функції І і АБО. Якщо ми і далі мають намір користуватися результатами математичних досліджень і не мають наміру повторювати їх (що було б, до речі, зовсім непросто), то повинні, як мінімум, розуміти їхню мову.

Tags

Коментарі до новини