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Barrera de rayos infrarrojos Un detector de paso invisible pero siempre alerta Experimentemos una sugestiva aplicación de la luz infrarroja: una barrea invisible que detecta el paso de objetos o personas sin ningún contacto físico. El ojo no percibe toda la gama de radiaciones luminosas (espectro solar), sino sólo algunas frecuencias que el cerebro interpreta como tonalidades de color del rojo al violeta. La parte situada bajo el área visible, es decir, con menor frecuencia (y por tanto mayor longitud de onca) se llama Infrarroja: no la vemos, pero también es una "luz-*. A LA CAZA DE SOMBRAS El receptor se percata de la falta de luz infrarroja debida a la interrupción del rayo. PROYECTOS £í transmisor de Infrarrojos terminado. Esta condición cambia el estado de una señal eléctrica, que puede accionar un contador, hacer fu La barrera está formada por dos elementos principales, el emisor que produce una banda de luz invisible, y ei sensor o receptor, que avisa de una presencia. Si el espacio entre ambos está libre de obstácu- los, ia luz pasa sin dificultad En presencia de un impedimento, como una persona o un objeto, el sensor se encuentra en sombra. sonar una alarma o simplemente (como en nuestro caso) activar un indicador luminoso. [interferencias Y CODIFICACIÓN j Una luz infrarroja continua sufriría Interferencias pro- vocadas por la iluminación ambiental (también el sol emite infrarrojos), con probables indicaciones falsas. Para mejorar la fiabilidad, se recurre por tanto a la codificación de la señal infrarroja, consistente en modular la banda de luz, interrumpiéndola periódi- camente a un ritmo rápido y bien definido. Puesto que el receptor decodlfica. es decir, reconoce como válida, solamente la modulación especial, se ignoran otras posibles fuentes (por ejemplo luz solar o artificial). Receptor de Infrarrojos terminado. U«IÍH 29 PROYECTOS Montaje de la barrera & Este último, como se puede ver, está montado en 'DOBLAR LOS TERMINALES DE LOS LED j Hay dos resistencias (R1. R2). un activador resistivo (R3). un condensador (C1). un transistor (TI), un circuito integrado (IC1 sobre el zócalo correspondiente) y un LED infrarrojo (LD1). Es preferible sujetar firmemente los termínales con una pinza, doblándolos con los dedos por el lado opuesto de la pinza con respecto al cuerpo del LED, como ilustra la figura. Cómo doblar los terminales del LED sin dañar los diodos luminosos, con ayuda de una pinza. No es aconsejable doblar en ángulo recto los terminales ce los diodos luminosos (LED) con la mano, ya que así se podría astillar el contenedor en el punto de entrada de los propios terminales. Los componentes que se deben reconocer e insertar en la placa del emisor (transmisor), mostrada en la figura, son so'amente siete; como siempre, se debe tener cuidado con la polaridad. Los terminales 1 y 5 de IC1 se conectan entre sí por medio de un puente con cable de cobre estañado que se debe realizar por el lado de las soldaduras. Hay, obviamente, dos circuitos: el transmisor y el receptor ángulo recto con respecto a la placa: debe apuntar en la dirección en la que se desee enviar rayo invisible. Disposición de los componentes sobre el circuito Impreso del transmisor, y parte posterior (lado del cobre) del mismo circuito. [EL RECEPTORj Esta placa está un poco más llena que la anterior, pero hay que seguir teniendo en cuenta las mismas cosas, atención a la polaridad de los electrolíticos C2-rC5, que se deben colocar respetando los signos + y El fotodiodo LD2 es el sensor infrarrojo: se monta como el LED del transmisor (LD1). doblándolo con las mismas precauciones: tamo én tiene una polaridad que se debe respetar. En el centro de la placa hay un puente: un trozo de cable de cobre rígido pelado. Los dos integrados (IC2, IC3) se sitúan en zócalos de ocho pines no se deben intercambiar ni insertar al revés. Disposición de los componentes sobre el circuito impreso del receptor, y parte posterior (lado del cobre) del mismo circuito. 30 . PRUEBA . Ambos circuitos de la barrera pueden funcionar con tensiones entre 5 V y 10 V, pero si no está prevista una instalación fija es posible conducir las pruebas con dos pilas comunes de 9 V. Emisor y receptor se sitúan uno frente al otro a una distancia de más o menos medio metro de distancia, obviamente ibe- rando de obstáculos la zona que estará cubierta por la banda invisible Girando lentamente con un destornillador el trimmer R3 se debe encontrar una zona en la que el LED del receptor (LD3) se enciende: se sitúa R3 en el centro de esta zona. Una lente aumenta el alcance de la barrera (que está orientada con precisión), mientras que un filtro reduce las Interferencias. I ♦ Botera Esquema eléctrico de! transmisor. Esquema eléctrico del receptor. , MEJORASJ Se aconseja un montaje mecánicamente estable y con una alimentación también estabilizada (la frecuencia depende del estado de carga de la pila) Una lente convergente normal de am- pliación (lupa) y una pantalla (filtro) para infrarrojos, que puede adquirirse en las tiendas de electrónica, permiten aumentar la distancia de funcionamiento Finalmente, añadiendo el circuito mostrado en la figura, se puede utilizar un relé en lu- gar de un sencillo LED. abriendo las posibi- lidades a numerosas aplicaciones prácticas - Circuito que se puede añadir a! receptor para controlar un relé: se cerrari. interrumpiendo el rayo de la barrera. 31 PROYECTOS Funcionamiento del circuito Tanto el transmisor como el receptor emplean el mismo circuito integrado NE567. mostrado en la figura; sin embargo, desarrolla dos funciones distintas y complementarias. En e¡ primer caso, hace de oscilador produce una onda cuadrada, cuya frecuencia está controlada por el grupo RC compuesto por R3 (el activador) y C1. y que controla el LED por med:o de TR1. Filtro de salida C3 Filtro de paso C2 Entrada Aliment. pos Salida Masa R1 C1 ■ aiem. temporizador Rl-elem woonzadtx En el receptor, otro NE567 (IC3) funciona sm embargo como decodificador: si la frecuen- cia a la entrada (pin 3) es la configurada con R12 y C6 la salida (pin 8) va a masa. £í versátil NE567 está diseñado especialmente pera producir y reconocer (decodificar) tonos, es decir, frecuencias. AMPLIFICACION La seña' producida por el fotodiodo es de pocos pV (millonésimas de voltios): es amplificada por los “amplificadores operacionales' contenidos en IC2, obteniendo un nivel aceptable para IC3. Las resitencias R8, R9, R10 y R11 configuran la ganancia tota! de cerca de cíen mil veces, mientras que los condensadores C2 Esquema de bloques del transmisor y del receptor: la "clave" de transmisión es una frecuencia concreta. y C3 dejan pasar sólo la señal alterna, bloqueando la componente continua Es interesante observar que el fotodiodo está polarizado inversamente la luz que lo golpea hace variar su comente de pérdida, que en un diodo ideal debería ser cero Activadw Arnoficador Occ<xiif<a0or de frecuencia Fotodiodo infrarrojo Oscnooor Corwacor Led Infrarrojo LISTA DE COMPONENTES Resistencias C2, C3 = condensadores electrolíticos de 2.2 pF y 16 V Todas las resistencias son de 1/4 Í2 C5 = condensador electrolítico de 1 pF y 16 V Ri. Rio - resistencias de ico Í1 (marrón, negro. C6 - condensador MKT de 100 nF marrón) Vanos R2 - resistencia de 4,7 kí2 (amarillo, violeta, rojo) TRi - transistor BC546 R3 = Trimmer de 10 kí2 ICi. IC3 = NE567 R4 - resistencia de 180 Í2 (marrón, gris, marrón) IC2 = LM358 Rr. R6, R12 = resistencias de 10 kí2 (marrón, negro. LDi= TSHA6503 naranja) LD2 - 8PX43 R7 = resistencia de 33 kí2 (naranja, naranja, naranja) LD3 = diodo LED rojo de 5 mm R8. Ri: - resistencias de ico kí2 (marrón, negro, amarillo) n. 2 - portapilas R9 = resistencia de 1 Kíl (marrón, negro, rojo) n. 1 = pulsador en miniatura Condensadores n 3 - zócalos para IC de 8 pines : C¿ = condensadores electrolíticos de ¿7 pF y 16 V n. 2 “ circuitos impresos 32
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