barrera infrarroja largo alcance

MANUAL TECNICO

Modelo Nº: 181Libro 7 - Experiencia 2 - Página 1/12

BARRERA INFRARROJA. LARGO ALCANCE

APLICACIONES

Para controlar con eficacia procesos industriales es necesario contar con elementos ysensores ampliamente confiables. Este modelo ha sido diseñado especialmente para cubriruna distancia importante (aproximadamente 10 metros). Con esta potencia podemos manejarcon total certeza contadores, topes de desplazamiento en maquinarias (fin de carrera),controladores de paso de vehículos, personas, animales etc y sobre todo, es un accesoriosumamente util en los sistemas de seguridad (alarmas)

También puede ser usado en fotografía para activar una cámara oculta y un sinnúmerode aplicaciones que seguramente usted encontrará.

Es necesario tomar algunas precauciones porque esta barrera es muy confiable sólo sien el ambiente que se instala existe baja concentración de rayos infrarrojos. Por ello no esconveniente instalarla a la intemperie donde la variación lumínica del sol altera su normalfuncionamiento. Por esta misma razón es conveniente mantener alejado el receptor de fuenteslumínicas fluorescentes. Si estos límites son respetados el resultado del funcionamiento de

este modelo es excelente

Circuito eléctrico

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RESISTENCIAS:R1 = 12 Ohms (Marrón-Rojo-Negro)R2 = 120 Kohms (Marrón-Rojo-Amarillo)R3 = 680 Ohms (Azul-Gris-Marrón)R4 = 2,2 Kohms (Rojo-Rojo-Rojo)R5 = 0,47 Ohms (Amarillo-Violeta-Plateado)R6 = 68 Ohms (Azul-Gris-Negro)R7 = 1,8 Kohms (Marrón-Gris-Rojo)R8 = 47 Kohms (Amarillo-Violeta-Naranja)R9 = 470 Kohms (Amarillo-Violeta-Amarillo)R10 = 27 Kohms (Rojo-Violeta-Naranja)R11 = 270 Kohms (Rojo-Violeta-Amarillo)R12 = 27 Kohms (Rojo-Violeta-Naranja)R13 = 1,2 Kohms (Marrón-Rojo-Rojo)R14 = 3,3 Mohms (Naranja-Naranja-Verde)R15 = 270 Kohms (Rojo-Violeta-Amarillo)R16 = 33 Kohms (Naranja-Naranja-Naranja)R17 = 3,3 Kohms (Naranja-Naranja-Rojo)R18 = 47 Kohms (Amarillo-Violeta-Naranja)R19 = 3,3 Kohms (Naranja-Naranja-Rojo)R20 = 2,2 Kohms (Rojo-Rojo-Rojo)R21 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja)R22 = 15 Kohms (Marrón-Verde-Naranja)R23 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja)R24 = 470 Ohms (Amarillo-Violeta-Marrón)R25 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja)R26 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja)R27 = 470 Kohms (Amarillo-Violeta-Amarillo)R28 = 15 Kohms (Marrón-Verde-Naranja)R29 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja)R30 = 56 Kohms (Verde-Azul-Naranja)R31 = 3,3 Kohms (Naranja-Naranja-Rojo)R32 = 470 Ohms (Amarillo-Violeta-Marrón)P1 = Preset 22 Kohms

CAPACITORES:C1 = 10 nF (Cerámico)C2 = 47 nF (Cerámico)C3 = 470 µF 16V (Electrolítico)C4 = 100 µF 16V (Electrolítico)C5 = 100 pF (Cerámico)C6 = 2,2 µF 63V (Electrolítico)C7 = 220 pF (Cerámico)C8 = 220 pF (Cerámico)C9 = 1 µF 50V (Electrolítico)C10 = 4,7 µF 63V (Electrolítico)C11 = 47 µF 25V (Electrolítico)C12 = 100 µF 16V (Electrolítico)C13 = 22 nF (Cerámico)C14 = 22 nF (Cerámico)

SEMICONDUCTORES:IC1 = 555T1 = Tip 126T2 = BC549BT3 = BPW 77T4 = BC547BT5 = BC547BT6 = BC549CT7 = BC547BT8 = BC549BT9 = BC549CT10 = BC549CD1 = TSTA 7300D2 = 1N4148/914D3 = 1N4148/914D4 = 1N4148/914D5 = Led rojo 5 mmX1 = Relé izumi miniatura p/

Circ.Impresos 2 contactosinversores en 12V de Bob.

LISTADO DE COMPONENTES

Los componentes provistos en Kits y Módulos podrán ser reemplazados por sus equivalentes


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SECUENCIA DE MONTAJEPLAQUETA RECEPTORA (100-181b y 100-181c)

1.- MONTAJE DE RESISTENCIASComo las resistencias no tienen polaridad no importa el orden de las patas al

montar.El símbolo electrónico de la resistencia es:Para identificar el valor de cada resistencia es necesario respetar la lectura de

los colores siguiendo el principio que se detalla en la figura.

2.- MONTAJE DE CAPACITORESComenzaremos por los capacitores no polarizados (los que tienen forma de

disco cerámico) donde no importa el orden de inserción de las patas (lo mismo quelas resistencias).

Montaremos entonces, C5/C7/C8/C13 y C14 según la serigrafía de plaqueta.El símbolo electrónico del CAPACITOR Disco Cerámico es:

104Para leer el valor del capacitor se agrega a los dos

primeros dígitos de la cifra tantos ceros como indica el tercernúmero.

El valor leído está expresado en pF.En el ejemplo:

104=100000 pF = 100 nF = 0,1 µF(ya que 1 µF= 1000 nF= 1000000 pF)


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Ahora montaremos los CAPACITORES Electrolíticos que Atención; SONPOLARIZADOS, por lo tanto debe respetarse el orden de inserción de sus patas.

El símbolo electrónico del CAPACITOR Electrolítico es:

Para identificar el valor electrónico basta con leerlo impreso en el cuerpo decada capacitor, allí encontrará el valor expresado en µF (microfaradios) y ademásla tensión máxima que soporta dicho capacitor expresada en volts. Debemos tenerpresente que la tensión soportada por el capacitor tiene una tolerancia del orden del20 % máximo, a partir de allí se corre el riesgo de quemarlos.

Montaremos entonces C4/C6/C9/C10/C11 y C12 según la serigrafía de la plaqueta

3.- MONTAJE DE SEMICONDUCTORESEn esta plaqueta se montan D2/D3/D4/D5/T2/T3/T4/T5/T6/T7/T8/T9 y T10 según

la serigrafía de la plaqueta.

a.- DIODOS RECTIFICADORESMontaremos entonces D2/D3 y D4 según la serigrafía de plaquetaEl símbolo electrónico del DIODO Rectificador es:

Para identificar el componente se leerá en el cuerpo su codificación. En estecaso se lee verticalmente 1N4148.

Los diodos son polarizados por lo tanto debemos tener presente que la patanegativa es la que se encuentra más próxima a la raya . En la serigrafía de laplaqueta el negativo se representa con el dibujo del contorno de dicho diodo y laraya correspondiente.


1) El terminal mas largo es el positivo2) El terminal mas corto es el negativo y se indica en la cápsula

(eventualmente en algunos se marca el positivo)

Serigrafía

+-

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BaseColector

Emisor

+Anodo

-Catodo

e b c

b.- FOTOTRANSISTORMontaremos entonces T3 según serigrafía de plaqueta.Este es un componente especial, técnicamente se trata de un fototransistor

encapsulado metálico.El símbolo electrónico del FOTOTRANSISTOR es:

Para identificar este componente basta con leer en el cuerpo su codificación. Eneste caso particular se lee en la parte metálica BPW77.

La parte superior de T3 asoma del lado cobre de la plaqueta. La carcaza de T3debe ir soldada a la pista que rodea al agujero (masa de la plaqueta).

Nótese que en la serigrafía de plaqueta está marcada la muesca que indica elemisor. Esta muesca debe coincidir con la muesca metálica que posee elfototransistor.

c.- DIODO LEDMontaremos entonces D5 según serigrafía de plaqueta.Este componente es un emisor de luz de 5 mm de diámetro y de color rojo

encapsulado en plástico.El símbolo electrónico del DIODO Led es:


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El terminal positivo vaconectado al extremo deR24. El terminal negativoal negativo de C10.

c b e

c b e

ColectorBase

Emisor

Este componente no requiere de identificación puesto que se le conoce por sunombre, diámetro y color. Por lo tanto no figura en ningún lugar del mismo inscripciónalguna.

Téngase presente que el terminal o pata más larga siempre es POSITIVO y porlo tanto la pata más corta es NEGATIVO.

d.- TRANSISTORES NPNMontaremos entonces T2/T4/T5/T6/T7/T8/T9 y T10 según la serigrafía de

plaquetaTodos transistores son del tipo NPN (base positiva)El símbolo electrónico del TRANSISTOR NPN es:

Para identificar este componente basta con leer el código impreso en la parteplana del cuerpo plástico donde dirá BC547 (o el código del reemplazo)

Al insertar el transistor en la plaqueta debemos tener en cuenta que la parteplana del dibujo en la serigrafía coincida con la parte plana del transistor.


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ExtremoPunto medio

Extremo

4.- MONTAJE DE PRESETMontaremos entonces P1 según la serigrafía de plaqueta y cuyo número de

orden es 51.El símbolo electrónico del Preset es:

Para identificar su valor debemos leerlo impreso (o estampado) en la parte aislantedel cuerpo del componente, en nuestro caso se leerá 25 K que corresponde al valor25 Kohm.

Debemos tener en cuenta que el preset no tiene polaridad puesto que es unaresistencia, variable, pero resistencia al fin.Para efectuar un correcto montajedebemos considerar que necesitamos lugar para ajustar el tornillo que varía laresistencia, entoces será importante la posición de inserción para posibilitar dichoajuste cómodamente.

5.- DIAGRAMA DE CONEXIONES DEL RECEPTOR

Es importante que la longitud de los cables sea lo menor posible.Recordar que la plaqueta se alimenta con 12 Vcc.

PLAQUETA TRANSMISORA (100-181a)

1.- MONTAJE DE RESISTENCIASMontaremos entonces R1/R2/R3/R4/R5 y R6 según la serigrafía de plaqueta.


MANUAL TECNICO2.- MONTAJE DE LOS CAPACITORESMontaremos entonces C1/C2 y C3 (este último es electrolítico, por lo tanto es

polarizado) según la serigrafía de plaqueta

3.- MONTAJE DE SEMICONDUCTORESEn la plqueta van montados D1/T1 y IC1 segun la serigrafia de plaqueta.

a - DIODO INFRARROJOMontaremos entonces D1 según la serigrafía de plaqueta.Este componente es un diodo infrarrojo de 5mm de diámetro. Es similar a T3

pero solo tiene dos terminales.El símbolo electrónico de el DIODO INFRARROJO es el siguiente:

Como todo diodo la pata más larga es positivo y la más corta negativo.Recomendamos soldar a la plaqueta sin cortar sus patas, es decir que las patas

queden lo más largas posible. Esto se hace a fin de permitir el ensamble en ungabinete plástico visualizando la cresta del diodo.

b.- TRANSISTOR PNP (base negativa)Montaremos entonces T1 según la serigrafía de la plaqueta.El símbolo electrónico de este componente es:


MANUAL TECNICOComo puede observarse en su configuración interna este TIP 126 contiene 2

transitores PNP y su código puede leerse directamente impreso en la parte plásticade su cuerpo (en nuestro caso dice TIP 126 y se agrega la marca o código delfabricante)

El aspecto físico que presenta este transistor puede verse claramente en lafigura anterior. Nótese que por ser de encapsulado TO 220 sus patas están alineadasy como consecuencia no resulta lo mismo insertarlo de un lado u otro. En la serigrafíade la plaqueta se ve claramente que la parte metálica está representada por unalinea gruesa negra.

c.- CIRCUITO INTEGRADO.Montaremos entonces IC1 como dice la serigrafía de plaqueta

El símbolo electrónico es:

Para identificarlo debemos leer en el cuerpo. En nuestro caso dice NE555.

Para evitar deterioros por recalentamientos en el circuito integrado se coloca unzócalo de 8 patas donde luego se insertará el integrado, sin necesidad de soldarlo.El zócalo posee también una muesca (al igual que el integrado) que deberá coincidircon la muesca impresa en la serigrafía; respetando esta ubicación estaremosevitando poner el integrado al revés.

Con esto ya tenemos soldados todos los componentes electrónicos.

4.- MONTAJE DE TERMINALESEl positivo y el negativo de la alimentación están indicados en la serigrafía(indicados como "+" y "-"). La alimentación es de 12 Vcc.


MANUAL TECNICOPor fin concluímos el montaje de las plaquetas, transmisora y receptora ya están

con todos sus componentes insertos y soldados; ahora debemos saber si estorealmente funciona. Para ello le sugerimos que se asegure (siguiendo los pasos deverificación) del correcto montaje antes de conectar la alimentación.

VERIFICACION DE FUNCIONAMIENTO

1.- Comprobar que los componentes se hayan insertado como indica la serigrafíade la plaqueta.

2.- Comprobar especialmente la polaridad de los capacitores electrolíticos del re-ceptor (C9/C10/C11 y C12) seguidamente se continua con el capacitorelectrolítico del transmisor (C3).

3.- Comprobar la polaridad del DIODO INFRARROJO del transmisor (D1) y el LedRojo (D5) del receptor y seguidamente todos los diodos rectificadores de lamisma placa.

4.- Comprobar la correcta inserción de T3 (FOTOTRANSISTOR) y a continuacióntodos los transistores (uno por uno) en el receptor. No olvidar revisar el T1 deltransmisor.

5.- Comprobar que el IC1 se insertó hasta el fondo del zócalo y se ha respetado laorientación de la muesca.

Una vez que hemos revisado todas las polaridades pasaremos a alimentar elsistema teniendo presente que se utilizará una fuente para el transmisor y otra parael receptor, ambas de 12 volts en corriente contínua. Es importante tener dos fuentesseparadas para evitar posibles oscilaciones.

Ahora verificaremos el correcto funcionamiento de ambas plaquetas en conjunto.

6.- Colocar en un punto fijo el receptor y no moverlo más.Lo alimentamos con los12 vcc.y notaremos que se enciende el Led rojo .A continuación orientar eldiodo infrarrojo D1 del transmisor hacia en fototransistor T3 del receptor. Cuandose encuentren debidamente orientados el Led rojo se apagará pero ello no sucedea corta distancia, conviene ubicarse a un metro aproximadamente.

Si giramos el cursor del preset hacia la derecha lograremos mayor sensibilidad,también vale lo contrario; es decir que para instalar a la mayor distancia (10 metrosaproximadamente) el preset deberá estar todo a la derecha. Es decir que si secalibra a corta distancia el cursor a la izquierda y si se aleja deberá ganar ensensibilidad girando el cursor a la derecha.

Una vez calibrado a la distancia deseada recomendamos fijar el cursor del pre-set con una gotita de pintura (esmalte para uñas).


MANUAL TECNICOEl sistema queda listo para funcionar cuando algún cuerpo opaco se interpone al

haz infrarrojo y lo interrumpe, esto se detecta porque el Led rojo (D5) se enciende,es decir que en Stand by el Led rojo está apagado.

Para evitar interferencias durante este proceso de calibrado recomendamos estarsuficientemente alejado de tubos fluorescentes o rayos solares.

NOTAS DE MONTAJE

Para montar en gabinete estas placas sugerimos:1.- Utilizar gabinetes plásticos pequeños. Uno para el transmisor de 5 cm de lado y por lo menos 3 cm de altura.Se

entiende que la alimentación de 12vcc viene de la linea.Uno para el receptor de 9 cm x 5 cm y también 3 cm de altura. Se entiende

también en este caso que la alimentación de 12 vcc viene de linea.Importante: Tanto en el receptor como en el transmisor deben preveerse las

perforaciones que permitan visualizar las crestas del diodo infrarrojo en uno y elfototrancistor en el otro.

2.- En caso que el receptor se encuentre expuesto a radaciones importantes quealteran su funcionamiento debemos colocar un filtro rojo delante del fototransistor.Esto se resulve fácilmente con un pequeño acrílico rojo pegado delante (o pordentro) del gabinete

NOTAS TECNICAS AMPLIATORIAS

Ampliamos aquí en forma sintética y con lenguaje técnico más avanzado lascaracterísticas principales de este modelo. Sugerimos internarse en estasdescripciones a aquellos que posean conocimientos superiores, para los que todavíaestán en sus primeros pasos, recomendamos agudizar la atención y consultarnos loque no entiendan.


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ANALISIS DEL CIRCUITO

El principio de funcionamiento de este circuito está dividido en dos bloques,transmisor y receptor. Sugerimos leer este análisis siguiendo al mismo tiempo eldibujo del circuito eléctrico ubicado en la primer página de este informe para mejorarsu comprensión.

TRANSMISOR

Utiliza un IC 555 en su configuración de multivibrador astable cuya frecuencia estádeterminada por los valores de R1,R2 y C2. La frecuencia de oscilación es deaproximadamente 250 Hertz. En la pata 3 del IC tenemos los pulsos negativos quepolarizan la base del transistor Darlington (T1) por medio del divisor resistivo formadopor R3 y R4, cuando estos pulsos negativos ingresan a la base de T1, circula corrienteen sentido emisor colector polarizando a través de R5 al diodo infrarrojo D1 quienemite una señal que será captada por el receptor.

RECEPTOR

La señal se capta a través de T3 cuya base es sensible al haz infrarrojo.Estápolarizado en emisor común con acople capacitivo. La señal detectada por T3 estomada por T4 también polarizado en emisor común amplificándola lo suficientecomo para excitar a T2 que se encuentra polarizado en clase A, ya en este punto laseñal adquirió suficiente amplitud como para ser filtrada por T5, T7 y T9 quecomponen un filtro pasa banda de 250 Hz cuya amplitud puede ser modificada porP1 (ajuste de sensibilidad).

Las resistencias 30 y 31 junto con el capacitor 10 y el diodo 4 conforman eldemodulador de la señal que resulta rectificada antes de ingresar a la base de T8quien cumple doble función;

por un lado polariza a D5 (Led), a través de R24 para testear el enfoque correctocon D1 del transmisor y por el otro lado polariza la base de T10 a través de R21manteniendo en reposo a T6 evitando con ello el consumo constante de la bobinadel relé opcional.

Al interrumpirse el haz infrarrojo la base de T6 queda polarizada a través deR20, obteniéndose el disparo de un nivel lo suficientemente alto como para excitarun relé.


barrera infrarroja largo alcance

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