Pro znázornění funkce jsem použil obvod LM1458, který vlastní jen dva operační zesilovače. První je zapojen jako generátor pravoúhlého průběhu.
Dioda D1 způsobuje, že se změní šířka výstupního impulzu (zkrátí se), to byla snaha prodloužit životnost infradiody, ovšem není známo, zda to má vůbec nějaký efekt. Dioda D1 se může vynechat, to ovšem změní frekvenci, která se dá nastavit například C1(zmenčením), nebo R3(zvětšením na 100k). Výstupní frekvence by se měla pohybovat kolem 1kHz, není nutné nic přesného, nebo stabilního. Často se používá IO555 jako zdroj impulzů. Není nutné platit další IO, který bude zabírat místo na ťišťáku. Na výstupu jsou impulzy, které neklesají k nule. To se změní zapojením zenerovy diody.
Schéma zapojení
Diodu jsem použil na 6V protože jich mám hodně, ale dá se použít libovolná na napětí od 5V do 11V. Tranzistor byl použit NPN Darlington BD681, který je do 4A a proto ho nebude nutno chladit. Ten je možné nahradit nějakým MOSFETem. Na obrázku dole jsou možnosti zapojení LED diod, přičemž je nejpodstatnější proud, který jimi protéká. Ten by měl být 15mA.
Protože podvozky vláčků jsou černé, špinavé a nelesknoucí, tak je přijímací čast nastavena pomocí R9 na vyšší citlivout. Při průměrně dobrém odrazu funguje zařízení na vzdálenost 6cm. U podvozku vláčků do 2cm. Pokud by byla nutnost snížit citlivost, tak stačí zvětšit R9, maximámně na 33k.
Vysílací a přijímací diodu jsem dal vedle sebe a omotal izolačkou. Kupodivu nebylo nutno je nějak od sebe odstínit. Při tomto zapojení funguje jako odrazová plocha i lidská ruka a LED1 by se měla rozsvítit.
Na výstupu je opět zenerova dioda, aby šlo napětí až k nule. Zde je možno použít diodu na 5V pro zaručení fungování v TTL logice, ale jinak až na 11V.
Kondenzátor C5 zaručí pouze jeden trvalý impulz.
Výstup je možno zapojit k čítači impulzů a počítat kolikrát již vlak projel třeba tunelem.
Zařízení jsem vyzkoušel v práci. Připevnil ho na tyč u pásového dopravníku ve vzdálenosti 4cm od předmětů na pásu. Fungovalo perfektně na krabice, plechovky s nálepkou, plechovky bez nálepky a vajíčka.
Pro modelovou železnici bude těchto senzorů zapotřebí trochu více.
Příklady kam zapojit senzory je na náčrtku jednoduchého kolejiště.
Pro tento ůčel je vhodné použít IO LM324, který má čtyři operační zesilovače. Jeden se použije jako zdroj impulzů pro třeba 20 infra LED viz. obrázek dole a tři zbylé na senzory s výstupem. Při zapojení dalšího IO LM324 již máme další čtyři senzory, protože jako zdroj použijeme jednu z infra LED do prvního IO. Takto je možno dál rozšiřovat o další senzory.
Na hotovém zařízení se nic nenastavuje a proto by mělo fungovat na první zapojení. Jediné, co by bylo dobré změřit je střední hodnota proudu procházející infra LED. Odlišnou frekvenci způsobuje tolerance 10% u kondenzátoru C1 a tím i odlišný proud infra LED. Ampérmetr připojený mezi infra LED by měl naměřit něco mezi 15mA a 18mA. Tato střední hodnota se doladí změnou odporu R8. Nezapomeňte, že špičkový proud je dvakrát až třikrát větší. Takto zapojená led by měla trochu více svítit, aniž by se zničila.
Konstrukce jednoduché varianty s jedním senzorem vyšla na 70Kč.
Komentáře
Ano, i takto by se dala
Ano, i takto by se dala snímat poloha vozu na koleji, ale řešení je to dosti nespolehlivé (například při rozpojení soupravy). Já osobně mám odzkoušeno několik variant hlídání obsazenosti KO, a jako nejlepší se jeví jasně snímání průchodu proudu mezi dvěma kolejnicovými pásy. Stačí k tomu minimální napětí mezi kolejnicemi (tedy dá se použít i pro analog), dovybavit dvojkolí vagónků odporem (aby dobře šuntoval) a vložit do obvodu napájení snímací odpor. Pak už není problém získávat informaci o tom, zda vagon či celá souprava v daném KO je či není. Pokud kdo bude chtít, tak se dá nastavit citlivost třeba i na ruku.