Monitor de puerta con infrarrojo

Este proyecto de monitor de puerta utiliza un haz de infrarrojos para controlar una puerta en pasillos o en cualquier otra área. Cuando el haz se corta se dispara un relé que puede ser utilizado para hacer sonar un timbre o una alarma. Este proyecto es adecuado para detectar a los clientes cuando entran en una tienda, los coches entrantes a un entacionamiento, etc. El rayo infrarrojo usado es muy fuerte. Y es posible realizar en control a distancias de más de 8 metros. Una fuente de 12VDC se requiere para alimentar el circuito. Un adaptador de 12V de pared está bien. Se ha previsto de manera que sólo una fuente de alimentación debe ser utilizada para alimentar las dos unidades. Se usa un relé de 12 VDC estándar para el manejo de los voltajes principales.


Tarjeta transmisora del monitor de puerta

El transmisor de monitor de puerta se compone de dos osciladores de onda cuadrada, una de frecuencia aprox. 250Hz y otra que va a 38 kHz. En realidad la frecuencia de 38Khz es la onda portadora y es requerida por el módulo receptor de infrarrojos en la placa del receptor. Esta onda portadora es "añadida" o modulada por la de 250Hz para producir una señal de salida que contiene pulsos de 38 kHz cada 250Hz(separación entre cada tren de pulsos). Esta señal se utiliza para el control de un LED infrarrojo. Los osciladores son construidos mediante dos temporizador NE555 configurados como multivibradores "astables" (pulsos continuos) . IC1 se utiliza para el oscilador de 250Hz. Las resistencia R1 y R2 y C1 condensador establecen la frecuencia a usar. Otro chip NE555, IC2, se utiliza para el oscilador de 38 kHz. Las resistencias R4 y R5 y el condensador C3 fijan la frecuencia a usar.
Observen los diodos D1 y D3. Estos son provistos para crear una salida "simétrica". Normalmente, el condensador externo C1 (C3) se cargan a través de las resistencias R1 y R2 (R4 y R5) y se descargan a través de R2 (R5). Sin los diodos esta forma de onda de salida tendría una cresta más "alta" en el tiempo y no "baja" en el tiempo como se requiere. El diodo lleva a tierra la corriente a través de las resistencia R2 (y R5) cuando el condensador se carga, de modo que sólo se carga a través de R1 (o R5). Esto da al mismo tiempo de carga y descarga, por lo que la forma de onda de salida tiene el mismo nivel alto y bajo en el tiempo.

El tiempo de carga (salida alta) está dado por:

THIGH= 0,693 x R1 x C1 (o 0,693 x R4 x C3)

El tiempo de descarga (salida baja) está dado por:

TLOW = 0,693 x R2 x C1 (o 0,693 x R5 x C3)

La frecuencia de salida = 1 / (THIH + TLOW)

La salida del IC1 se acopla a través de diodo D2 y la resistencia R3 a la entrada de «activación» de IC2. Cuando la salida de IC1 es baja detiene en funcionamiento de IC2 y la salida IC2 se ve obligada a pasar a estado "alto" (sin corriente para el LED IR ). Cuando la la salida de IC1 es alta, entonces IC2 funciona y excita al LED IR con pulsos de 38 kHz.

El LED IR Waitrony es controlado directamente desde la salida del IC2. El resistor R6 establece la cantidad máxima de corriente del LED. Con una fuente de 12VDC la corriente es de aproximadamente 45 mA (el voltaje en el LED es de 2V cuando conduce). Si se reduce el valor de R6 aumentará la corriente a través del LED, con esto se aumenta la intensidad de la señal. Esto puede ser necesario si el equipo es utilizado expuesto a la luz solar directa o si es necesario darle mayor alcance. Tenga en cuenta que la corriente máxima que puede manejar el NE555 es de 200mA.

Si la distancia de monitoreo es inferior a unos 10 metros, entonces necesitará fijar un tubo flexible de 5mm sobre el LED IR. Esto reduce el ángulo de radiación de los rayos infrarrojos y hace que sea mucho más direccional. Como la salida de LED IR es muy fuerte, puede rebotar contra las paredes y dar lecturas falsas.

Tarjeta receptora del monitor de puerta

El receptor monitor de puerta consiste de un módulo receptor de infrarrojos que detecta los rayos infrarrojos de entrada del transmisor. La señal de infrarrojos se utiliza para mantener un condensador cargado que a su vez mantiene un relé energizado. Cuando el haz se interrumpe se descarga el condensador y el relé se desernegiza. Un módulo receptor IR / módulo detector, RX1, se compone de un circuito amplificador / filtro sintonizado para detectar una frecuencia de 38 kHz. El pin de salida es bajo cuando se detecta una señal de 38 kHz.

Cuando el haz de infrarrojos está presente el relé es energizado. No todos los módulos receptores son iguales. Para el módulo decodificador IR se debe buscar un fabricante con el código específico que decodifique la señal modulada. El proyecto de monitoreo de la puerta produce un código indicador compatible con NEC. Los módulos decodificadores Kodenshi los PIC37043LM y IC12043LO son los que se utilizan en este proyecto. Si utiliza un módulo decodificador de IR incorrecto el relé no será energizado, pero la salida se caerá menos de un segundo después de encender la fuente de poder.

La salida de RX1 es una señal 250Hz hacia el transmisor. Esta señal se transmite a través de transistor Q1, el condensador C1 y el diodo D2 hacia el condensador C2. C2 está completamente cargado durante la parte alta de la señal. Iniciando la descarga durante la parte baja de la señal a través de LED L1, R4 resistencia y el transistor Q2. Sin embargo, el tiempo de descarga es mucho más largo que el tiempo de apagado de la señal por lo que la tensión en C2 es siempre suficiente para mantener el transistor Q2 en conducción y por consiguiente, el relé energizado. Cuando el haz se interrumpe la salida de RX1 es alta. El transistor Q1 está apagado y el condensador C2 ya no se recarga. Con el tiempo se llega a la condición en que el transistor Q2 se apagará y el relé se desenergiza. El retardo del apagado es determinado por la constante de tiempo de la resistencia R5 y el condensador C3. Con los valores utilizados es aprox. de medio segundo. El condensador C1 proporciona una tensión continua estable en el colector de Q1 gracias a la carga en C2. Esto ocurre si el haz no esta presente o el rayo es una señal continua de 38 kHz. En otras palabras, el módulo receptor sólo responderá a una señal de pulsos 38 kHz.

El LED L1 proporciona una indicación visual cuando el haz de infrarrojos está presente y es usado para ayudar con la instalación y configuración. Z1 diodo Zener, resistencia R6 y C4 condensador proporciona un suministro estable 5.6V para el módulo de infrarrojos. Los relés de red utilizados deben tener valores nominales: 250V/12A; 120VAC/15A.


Lista de partes del proyecto:

Fuente:www.electronics-project-design.com