Sensor Infrarrojo Con Detector de Frecuencia

Sensor Infrarrojo con detector de frecuencia

Escrito por Juan Camilo Fajardo JuncoDomingo, 12 de Diciembre de 2010 19:49 - Actualizado Domingo, 12 de Diciembre de 2010 22:57

Un poco de la historia de este proyecto se enfocaba a mejorar el sensor infrarrojo , en unprincipio se intento realizar con un microcontrolador PIC (16F628A, 16F818), enviando tramasde pulsos a distinta frecuencia con el ánimo de codificar la información, luego por parte de losProfesores se sugirió el uso del LM567 y aquí va el artículo.

Agradecimiento especial al Profesor Freddy Arias y al Profesor Ibraim Yesid Hernándezpor su valiosa colaboración, explicaciones y compromiso.

Para todos aquellos que han construido el sensor infrarrojo y han ideado algunas aplicaciones(control motores, alarmas, luces etc.), integrando a sistemas como el carro seguidor de le línea

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que en la actualidad es muy polular. El sensor infrarrojopresenta un inconveniente debido a su constitución no contiene una etapa de modulación delpulso, en otras palabras no tiene una frecuencia establecida, (entendemos en este caso que lafrecuencia es el número de veces que el LED Infrarrojo prende y apaga por segundo) lo cualquiere decir que el LED infrarrojo siempre se mantiene encendido, ocasionando que laresistencia se caliente bastante, por eso si le apuntamos a nuestrosensor infrarrojocon un emisor de infrarrojos como el control del televisor vamos a recibir pulsos en LEDreceptor generando interferencia, algo grave en un sistema.

El sensor con detector de tonos se construirá de forma auto réflex, no quiere decir que nofuncione en barrera y réflex, para más detalle de las diferencias formas de censado ver sensorinfrarrojo

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El corazón de nuestro circuito será el LM567 veamos las cuatro etapas que hacen al sensorinmune a interferencias:

¿Qué función cumple el LM567?

El circuito integrado LM567 es conocido como un detector de tonos, la forma más sencilla dede entenderlo es generar una frecuencia central, mediante un condensador se ajusta el anchode banda, luego se compara la frecuencia central con el rango del ancho de banda recibido yasí se genera una señal de salida 1 ó 0.

Por ejemplo (para entender un poco mejor el ancho de banda):

- Frecuencia Central: 100Hz - Ancho de banda: 96Hz a 104Hz

1. MODULACIÓN

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Mediante los pines 5 y 6 del circuito LM567 se puede establecer la frecuencia central agenerar, con la resistencia (R1) y el condensador (C1) y aplicando la siguiente formula seobtiene:

El LM567 trabaja con VCO (oscilador controlado por voltaje), así que con diversidad de R1 yC1 se puede obtener gran variedad de frecuencias. Forma adecuada de conectar tanto R1como C1:

2. EMISIÓN

Junto con la R1 y el C3 se obtiene una determinada frecuencia que se aplica a la R2 utilizada

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por recomendación del fabricante para la base de transistor, una R3 limita la corriente deentrada al D1 IR (infrarrojo) y esté conectado al colector listo para trabajar al ser saturadosegún la frecuencia central establecida.

Es importante recordar que entre menor sea la R3 mayor corriente recibirá el LED1 IR lograndouna mayor distancia; a altas frecuencias puede ser que este tipo de transistor no funcioneadecuadamente debido a la frecuencia de saturación.

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3. RECEPCIÓN

La R4 se coloca para limitar la corriente de entrada, el LED2 que es el receptor de la señalinfrarroja se coloca inverso, la R5 se coloca a la base del Q1, donde se recibe la frecuenciaemitida, la etapa compuesta por la R6 y Q2 sirve como inversor, la señal del colector va al C2 yluego al pin3 donde se recibe la señal.

4. COMPARACIÓN

La entrada de la frecuencia se da por el pin 3, esta es la frecuencia central, al momento de sercomparada se tiene en cuenta al C4 que determina el ancho de banda, si la frecuencia centralcoincide dentro del rango del ancho de banda el comparador entrega una señal de 0V, de noser así entrega 5V, es por esto que se utiliza un transistor PNP, en su colector lleva un LED3indicador del estado del sensor con su respectiva R9.El sensor enciende el LED3 cuando no

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censa debido a que el pin 8 tiene 5V, además la R8 está conectada directamente y excita labase del transistor Q3, en el momento que el LED D3 se apaga el pin 8 se pone a 0V y todo elvoltaje de R7 se va por este, ya que la corriente tiende a fluir por el camino que oponga menorresistencia, logrando que la base del transistor no se sature.

CIRCUITO DE PRUEBA

El siguiente es el circuito completo con sus componentes y se le han realizado distintaspruebas con el control remoto de un televisor y se no se ha observado interferencia; se le haconfigurdo para:

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- Frecuecia central: 12.521Hz aplicando la fórmula - 14.000Hz prueba osciloscopio - Ancho de banda : 2000Hz - Distancia Autoréflex: 7cm - Voltaje: 5V. - Diseño electrónico : Eagle 5.10.0 (Esquemático, Impreso) - Visualización 3D: Eagle 3D - N° de capas: 2 - Tamaño: 30mm x 40mm - Ancho de la pista: 1.27mm - Agujeros diagonales de 3mm para sujeción

Documentación Sensor IR

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http://www.cosasdemecatronica.com/

http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/varios/proximid/index.htm

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