В некоторых случаях может потребоваться прибор или датчик, в условных единицах показывающий расстояние до какого-то объекта, а так же. позволяющий проследить уменьшение или увеличение этого расстояния.
В этой статье предлагается экспериментальная схема такого датчика. Он работает по принципу, анапогичному строительному лазерному измерителю расстояния, но использует не лазер, а обычный инфракрасный светодиод от пульта телевизора или видеомагнитофона.


Работает прибор следующим образом. В сторону расположения объекта, до которого нужно определить расстояние, направлены инфракрасный светодиод и интегральный фотоприемник. Фотоприемник имеет цифровой выход, значит он обладает определенной пороговой чувствительностью.

Если яркость отраженного от объекта ИК-света будет ниже этого порога, фотоприемник на него не реагирует. Это свойство компаратора фотоприемника используется для определения расстояния до объекта. Происходит это следующим образом. На ИК-светодиод поступают импульсы тока частотой 36 кГц.

А амплитуда этих импульсов ступенчато меняется от минимального до максимального значения, семью ступенями Как только амплитуда тока через ИК-светодиод станет таковой, что яркости света, излучаемого им будет достаточно для уверенного приема фотоприемником отраженного от объекта ИК-света. дальнейшее нарастание тока прекратится и загорится один из индикаторных светодиодов, показывающий условную величину расстояния до объекта.

Принципиальная схема индикатора расстояния показана на рисунке. А1 - интегральный фотоприемник, настроенный на частоту 36 кГц. При попадании на его светочувствительную поверхность ИК-света. модулированного такой частотой и обладающего достаточной яркостью, на выходе А1 устанавливается уровень логического нуля.

На элементе D1.1 выполнен узел сброса счетчика D2. Сброс происходит примерно через полсекунды после появления нуля на выходе А1. На элементах D1.3 и D1.4 собран мультивибратор, вырабатывающий импульсы частотой 36 кГц для модуляции ИК-света, этот же мультивибратор служит и тактовым, для счетчика D2. Импульсы на его вход С поступают через ключевую схему на D1.2.

Схема на транзисторах VT1-VT3 и резисторах R10-R12 представляет собой простой цифро-аналоговый преобразователь, преобразующий трехразрядный двоичный код с выходов D2 в сгупенчасто нарастающий ток через ИК-светодиод HL8. Модуляция тока осуществляется с помощью транзистора VT4, прерывающего ток через светодиод с частотой мультивибратора D1.3-01.4.

В какой-то момент этот ток достигает такой величины, что излучаемый светодиодом HL8 свет, отраженный от объекта, по яркости становится достаточным для его приема фотоприемником А1. На выходе А1 возникает ноль. Это закрывает элемент D1.2 и состояние счетчика D2 фиксируется на установившемся значении.

Начинает постепенно через резистор R2 заряжаться конденсатор С3. А в это время, логический ноль на выводе 11 03 выключает десятичный дешифратор D3 и он на светодиодной шкале (НИ-HL7) индицирует состояние выходов счетчика D2. После того, как напряжение на С3 достигнет логического порога, счетчик D2 сбрасывается, светодиод HL8 гаснет. На выходе А1 возникает единица, дешифратор D3 выключает выходы, ключ 01.2 открывается, а конденсатор С3 ускоренно разряжается через VD1 и R3. Начинается новый цикл измерения.

Таким образом, в начальной фазе загорается один из индикаторных светодиодов, например HL3, показывающий расстояние до объекта в условных единицах. Затем, если расстояние до объекта будет уменьшаться будут загораться светодиоды HL2, затем, с дальнейшим приближением к объекту, НИ. Если объект будет удаляться, соответственно, будут загораться светодиоды. подключенные к более старшим выходам D3 (HL4, HL5, HL6, HL7). Как только объект удалится на расстояние больше предела дальности схемы, ни один из светодиодов не будет гореть.