Фотодатчик для контроля перемещения предметов на конвейере
Схема простого самодельного фото датчика для контроля за предметами на конвейере. Это устройство предназначено для включения нагрузки, когда ящик иликоробка поступает в определенную зону конвейера или транспортерной ленты, и выключения нагрузки, когда ящик выходит из этой зоны. Устройство очень просто, и построено на элементной базе от бытовой теле-видео аппаратуры.
Основой датчика являются два фотореле, каждое из которых состоит из ИК-светодиода и ИК интегрального фото-приемника . Используются детали для систем дистанционного управления телевидеотехникой.
Расположены фотореле так, что при поступлении на конвейер или транспортерную ленту предмет перекрывает луч между ИК-светодиодом и ИК-фото приемником одного фотореле, а при выходе с конвейера или транспортерной ленты предмет перекрывает луч между ИК-светодиодом и ИК-фото приемником другого фотореле. При поступлении предмета на конвейер или транспортерную ленту нагрузка включается, а при выходе -выключается.
Рис. 1. Принципиальная схема простого фотодатчика для конвейера.
Такое же устройство можно использовать и, например, для включения и выключения света в неком коридоре, при проходе через него людей или проезде автомобилей в одну сторону. Принципиальная схема показана на рисунке в тексте.
Передающая часть первого фотореле состоит из импульсного релаксационного генератора на двухбазовом диоде VT1 (или, как его еще называют, однопереходном транзисторе), усилителя мощности на транзисторе VT2 и источника инфракрасного излучения на ИК-светодиоде HL1. Частота импульсов релаксационного генератора зависит от постоянной времени цепи R1-С1 и при указанных на схеме параметрах получается около 30-40 кГц.
Более точно её выставляют на частоту резонанса фотоприемника подбором емкости С1. Частоту можно менять и подбором сопротивления R1, но одновременно с этим происходит и изменение мощности передачи. Так что здесь нужно действовать способом последовательных приближений, чтобы выйти на нужную частоту и нужную дальность реакции датчика.
Усилитель мощности на VT2 повышает мощность импульсов до необходимой величины, чтобы обеспечить достаточный ток через ИК-светодиод НИ, при котором достигается необходимая чувствительность датчика. Передающая часть второго фотореле выполнена по точно такой же схеме.
Приемная схема первого фотореле выполнена на основе стандартного фотоприемника (применяются в системах ДУ телевизоров) и транзисторного ключа. Когда ИК- сигнал на F1 не поступает на выводе 1 F1 ключ закрыт и через R5 поступает напряжение логической единицы. Поэтому, пока на входе конвейера или транспортерной ленты нет предмета, перекрывающего луч между HL1 и F1 на выходе F1 логический ноль.
Транзистор VT3 закрыт. При проходе предмета между Hl1 и F1 поступления ИК-излучения на F1 прерывается, на выходе F1 появляется логическая единица, что приводит к открыванию транзистора VT3 и подаче через него тока на обмотку реле К1. Реле одной парой контактов включает нагрузку, а второй самоблокируется.
После этого при дальнейшем движении предмета, даже после того как он пройдет мимо F1 и Hl1 контакты реле К1 остаются замкнутыми. Двигаясь дальше по конвейеру или транспортерной ленте, предмет достигает HL2 и F2 второго фотореле. Приемная схема второго фотореле выполнена на основе стандартного фотоприемника F2 (такого же как в первом фотореле) и транзисторного ключа.
Когда ИК-сигнал на F2 не поступает на выводе 1 F2 ключ закрыт и через R10 поступает напряжение логической единицы. Поэтому, пока на выходе конвейера или транспортерной ленты нет предмета, перекрывающего луч между НL2 и F2 на выходе F2 логический ноль. Транзистор VT6 закрыт, но открыт транзистор VT7 и через него поступает ток на обмотку реле К2.
Контакты этого реле замкнуты, чем обеспечивают удержание блокировки реле К1 во включенном состоянии. При проходе предмета между HL2 и F2 поступление ИК-излучения на F2 прерывается, на выходе F2 появляется логическая единица, что приводит к открыванию транзистора VT6. При этом транзистор VT7 закрывается и подача тока на реле К2 прекращается.
Контакты реле К2 размыкаются и снимают блокировку с реле К1. Теперь реле К1 обесточивается и его контакты размыкаются, выключая нагрузку.
В данной схеме используются реле с обмотками на 12V и фотоприемники с номинальным напряжением питания 5V. Поэтому напряжение источника питания выбрано 12V, а фотоприемники питаются напряжением около 5V через параметрические стабилизаторы R4-VD1 и R9-VD3. В устройстве можно использовать компоненты систем управления практически от любых современных телевизоров или другой аппаратуры.
ИК-светодиоды, -любые ИК светодиоды для пультов ДУ. Вместо фотоприемников TSOP1836 можно использовать практически любые другие аналогичные и не совсем аналогичные фотоприемники такого назначения. Важно только чтобы генератор (на VT1-VT2 и VT4-VT5) был настроен на частоту соответствующего фотоприемника. Обычно эта частота указана в маркировке, например, TSOP1836, по последнему числу «36» частота равна 36 кГц.
Примененные реле КУЦ-1 это реле источника питания от систем ДУ старых отечественных телевизоров. Можно подобрать другое реле, изменив схему выхода соответственно току потребления и напряжению срабатывания обмотки другого реле.
Если реле с относительно высоким током срабатывания, может потребоваться замена транзисторов VTЗ и VT7 более мощными, возможно по схеме составного транзистора (транзистор Дарлингтона). Стабилитроны КС147А можно заменить любыми стабилитронами на 4,5-5,5V.
Лыжин Р. РК-2014-11.