Circuito rilevatore a infrarossi (IR) sintonizzato

L'articolo è una continuazione del post precedente dove abbiamo cercato di trovare una soluzione per creare ID a infrarossi univoci per i treni in un sistema di locomotiva modello. Qui cerchiamo di comprendere l'applicazione in dettaglio e di apprendere come sia possibile implementare con successo l'idea utilizzando circuiti di rivelazione IR sintonizzati. L'idea è stata richiesta dal Sig. Henrik

Specifiche tecniche

Caro Swagatam,

Perché non vivi a Ribe, in Danimarca o io in India. Renderebbe tutto molto più semplice: o)

Dal momento che abbiamo almeno 50 locomotive e ne arriveranno altre ne sono certo. L'idea di implementare 50 unità su ogni binario della stazione ferroviaria non funzionerà, ma forse potremmo diminuire la quantità di circuiti su ogni binario lasciando passare solo alcuni treni, ad es. traccia 1 e alcuni sulla traccia 2 e così via. Ne parlerò a mio figlio.

La soluzione ideale sarebbe sapere esattamente dove si troverebbe ogni locomotiva sui binari. Alcuni moduli delle grandi aziende utilizzano RF o il segnale digitale attraverso i binari per informare la posizione dei treni. L'unica cosa negativa dei loro moduli è il prezzo.

La maggior parte delle persone ha un piccolo binario con poche locomotive e può facilmente far funzionare i modellini di treni manualmente. Il nostro è troppo grande e tenere traccia di 50 treni non è umano possibile.

Per questo abbiamo sviluppato un software per aiutarci. Il software, tuttavia, necessita di alcuni input per agire come ho detto prima. Tutti gli ingressi al software provengono da moduli S88 (sviluppati appositamente per modellare binari ferroviari da alcune aziende tedesche), USB e circuiti I / O paralleli.

Questo mi porta a un altro punto in cui forse potresti avere un'idea.

Ho creato un piccolo circuito per accendere / spegnere i transistor per attivare un relè o qualcosa del genere. Hai un'idea per un circuito USB fatto in casa con ingressi / uscite? Ho bisogno di molti input / output per i nostri computer.

Ora il modo in cui i treni si fermano, rallentano e accelerano. Tutti i treni sono dotati di un controller digitale e attraverso il binario ricevono informazioni per accelerare, fermarsi, accendere le luci ecc.

Il nostro software invia questi comandi tramite un'unità di controllo digitale di Märklin (Märklin 60212) collegata tramite LAN.

Tutte queste informazioni servono solo per informarti su come funzionano le cose per i modellini di treni.

Quindi per fermare un treno invierei un comando da qualsiasi computer di casa nostra o manualmente selezionando l'ID del treno e gli dico di fermarsi dall'unità di comando 60212.

Il modulo RX è il ricevitore giusto? Se sì, dovrebbero essere sotto i binari e il modulo TX nel treno. Il modulo RX dovrebbe, all'avvicinarsi di un treno, commutare a massa un S88, una porta sulla scheda USB o un'interfaccia parallela.

Il mio software controlla le schede di interfaccia S88, USB e parallela e agisce su una porta commutata a terra. Spero che tu possa capire la mia spiegazione. Quindi, se il tuo circuito potesse dire al computer che un certo treno ha analizzato. Il computer potrebbe inviare i comandi.

Il filtro passa banda è forse una soluzione. Il computer però non saprebbe quale treno fermare o mi sbaglio? Ma il filtro passa banda potrebbe essere utilizzato in più posizioni nei binari del treno modello. Per esempio. per cambiare crossover e molti altri.

Penso che 8-10 treni predeterminati siano sufficienti.

Penso di non essermi spiegato correttamente. Si vede che il circuito di interfaccia collegato al computer rileva quando una porta di ingresso viene messa a terra. La maggior parte delle schede di interfaccia per computer lo fa per quanto ne so.

Ho aggiunto un file con gli schemi di una scheda di interfaccia di Velleman. Questo è solo un esempio di una scheda di interfaccia.

Questo era ciò che intendevo passare a terra. Questo non potrebbe essere fatto con un transistor BC 547 NPN in uscita dal tuo circuito?

Fondamentalmente è solo per dire quale treno si sta avvicinando a quale stazione. Come le informazioni arrivano nel computer non sono sicuro di quale sia la migliore. L'idea del wireless suona bene, ma è fattibile?

La mia idea dall'inizio era qualcosa come un circuito che potesse informare il computer tramite una scheda di interfaccia quale treno si sta avvicinando a quale stazione.

C'è però un grosso problema sull'utilizzo delle schede di interfaccia. Quante schede sono necessarie e quante possono essere collegate a un PC.

Se guardi gli schemi del Velleman K8055 ci sono 2 ingressi analogici 0-5V forse potrebbero essere usati.

Swagatam Mi piace il tuo modo di pensare. Alla ricerca di soluzioni non solo per smettere. In effetti penso che potresti guadagnare bene sui tuoi circuiti in Europa. Gli appassionati di modellini di treni sono soliti pagare molto per i loro acquisti.

I migliori saluti,
Henrik Lauridsen

La soluzione del circuito:

Di seguito è possibile vedere un paio di opzioni di circuito per il rilevamento proposto, ognuna di queste potrebbe essere provata:

Entrambi i circuiti possono essere utilizzati per qualsiasi applicazione che richieda un rilevamento a infrarossi sintonizzato in modo univoco come nel telecomando IR, nei sistemi di sicurezza IR o nei dispositivi di blocco e chiave IR.

Il primo circuito utilizza un chip rilevatore di frequenza ad anello ad aggancio di fase LM567 per formare il circuito del ricevitore.

R2 / R3 / C2 fissano la frequenza di blocco per l'IC in modo tale che il circuito risponda e crei un'uscita logica zero al rilevamento di questa frequenza sul suo pin di ingresso 3 tramite il fotodiodo.

Il fotodiodo è attivato da un circuito astabile basato su 555 mostrato a sinistra dei diagrammi. Il circuito 555 impiega anche un fotodiodo per trasmettere la frequenza sul dispositivo fotodiodo LM567 ricevente.

Il trasmettitore 555 deve essere sintonizzato esattamente sulla frequenza impostata con R2 / R3 / C2 nel circuito LM567. Qualsiasi altra cosa viene semplicemente ignorata dal circuito Rx.

Nel secondo circuito rivelatore a infrarossi sintonizzato, un amplificatore operazionale sintonizzato LC viene impiegato per ricevere una risposta alla frequenza del trasmettitore sintonizzata in modo univoco.

Loop di feedback L1 / C1

Il loop di feedback L1 / C1 posizionato attraverso i pinout di ingresso dell'uscita opamp decide la frequenza di risonanza di blocco su cui può essere inteso per agganciarsi.

L1 / C1 può essere opportunamente ottimizzato per ottenere altre frequenze sintonizzate uniche per eseguire le azioni di blocco.

Anche qui un astable 555 viene utilizzato come trasmettitore IR per l'attivazione del circuito Rx opamp.

Quando rileva una frequenza di adattamento dal 555 Tx, l'opamp risponde e crea una logica bassa sul suo pin di uscita che può essere ulteriormente integrata a un dispositivo esterno per le operazioni specificate.

Il circuito di cui sopra può essere utilizzato in modo appropriato per il rilevamento dell'ID treno proposto, e 8 di tali unità Rx possono essere disposte lungo i binari e le unità 555 Tx su ciascuno dei treni, in modo tale che il numero di treni selezionato in modo univoco con i Tx unici sia rilevati dai ricevitori Rx e le corrispondenti informazioni a logica bassa vengono inviate al computer per informare l'utente della loro presenza.