User manual
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ihn wärmebedingte Infrarotstrahlen regelrecht kalt.
Wir wollen hier aber festhalten, daß sich derartige IR-
Lichtschranken auch für mannigfache andere Einsatzmöglichkei-
ten anbieten: Die reichen vom Modellbau (Sicherung von
Bahnübergängen) über die kontaktlose Besucher-Ankündigung
bis hin zur Treppenlicht-Automatik oder Zählschaltungen.
Die IR-Lumineszenzdiode LD 274 wird von Siemens gefertigt, es
gibt aber auch Äquivalenztypen anderer Hersteller. Der nur 0,3 x
0,3 mm
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große aktive Teil der Chipfläche erzeugt Infrarotlicht
mit einer Wellenlänge von typisch 950 nm. Zum Vergleich:
Beim dunkelsten Dunkelrot (mit ca. 780 nm) hört der Bereich des
sichtbaren Lichts nach „unten“ hin auf. Hochwillkommen ist die
scharfe Bündelung des ausgesandten Strahls, dessen Öffnungs-
winkel nur knapp 5° beträgt.
Einen passenden Fototransistor als geeigneten Partner bietet
(u.a.) Telefunken an. Der BPW 40 ist in einem breiten Winkel
empfänglich für IR-Strahlung und kommt mit seiner spektralen
Empfindlichkeit noch gut an den Bereich der LD 274 heran.
Das Pulsen der Sendediode erfolgt mit einem Rechtecksignal ein-
stellbarer Frequenz; es wird vom universellen Zeitgeber NE 555
im Sender erzeugt, wobei die Einschaltdauer variabel ist (30...140 µs,
über Poti P1 einstellbar) und die Entladezeit von C1 (über R2) mit
ca. 40 µs konstant bleibt.
Daraus ergibt sich senderseitig ein Einstellbereich der Pulsfre-
quenz von 5...14 kHz mit einem optimalen Mittelwert von ca. 7 kHz.
Auf der Empfängerseite treffen die Infrarot-Blitze auf die licht-
empfindliche Basisfläche des Fototransistors T2. Die ankommen-
den Lichtquanten führen zur Freisetzung von Elektronen, die
dann den Stromfluß vom Kollektor zum Emitter ermöglichen
(wie beim herkömmlichen bipolaren Transistor).
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Schaltungsbeschreibung
Die Wirkung einer Lichtschranke ist folgende: Der zwischen Sen-
der und Empfänger gespannte Strahl bildet eine unsichtbare
Barriere; wenn die ein Eindringling durchbricht, kommt er ins
Stolpern, wenn auch nur im übertragenen Sinne:
Die Empfangsschaltung bleibt nur so lange im Ruhezustand, wie
sie das vom Sender abgestrahlte Signal empfängt. Bei einer
Unterbrechung schlägt sie Alarm, egal ob ein Einbrecher die
Ursache dafür war oder eine Funktionsstörung, beispielsweise
bei Spannungsausfall.
Aus zwei Gründen soll der zur Sicherung verwendete Strahl mög-
lichst unsichtbar bleiben: Erstens finden derartige Lichtschranken
bevorzugten Einsatz beim Objektschutz, deutlicher ausgedrückt
also in Alarmanlagen; und wenn eine dunkle Gestalt Ihre Schutz-
maßnahme erkennt, wird sie ihr liebend gern aus dem Weg
gehen!
Deshalb greift man in diesem Zusammenhang auf Infrarot-Licht
(IR) zurück, das dem menschlichen Auge verborgen bleibt und
die zweite Forderung nebenbei (fast) mit erfüllt. Zusätzlich ist
natürlich eine Unempfindlichkeit gegen normales Licht wün-
schenswert.
Mit der Einschränkung „fast erfüllt“ hat es folgendes auf sich:
Infrarot-Sensoren sind zwar unempfindlich gegen sichtbares
Licht, reagieren aber geradezu enthusiastisch auf Wärmestrah-
lung; die enthält einen hohen IR-Anteil, und genau dafür sind
die Sensoren gebaut.
Man muß also noch eine dritte Forderung erfüllen, um so eine
Anlage betriebssicher zu machen. Das geschieht, indem man das
Licht nicht im Dauerbetrieb abstrahlt, sondern es moduliert (im
einfachsten Fall durch Pulsen). Macht man den Empfänger dann
nur für die Modulations- bzw. Pulsfrequenz empfindlich, lassen