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Fechadura de porta de carro controlada por infravermelho

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Neste post vamos aprender como construir um controle remoto baseado em infravermelho simples, mas infalível, que pode ser usado para travar e destravar qualquer porta de veículo através de um controle remoto pessoal.

A fechadura da porta do veículo com controle remoto é infalível, pois funciona apenas com uma faixa de frequência IR específica e não responderá a uma frequência diferente daquela definida no circuito.

A faixa de frequência mais usada para fins de controle remoto está no espectro de 900 nanômetros, geralmente conhecido como espectro infravermelho da faixa de luz. Este é o ponto em que a maioria dos LEDs infravermelhos (IR) e fototransistores geram a máxima saída e sensibilidade.

O sistema de controle remoto IR mais básico é aquele que funciona com uma fonte de luz IR comutada (ligada/desligada) para um transmissor e um dispositivo detector fotossensível com uma saída comutável para o receptor.

Este tipo de sistema de controle remoto funciona apenas com a condição de que o receptor não seja submetido a alguma outra fonte de luz IR. Porque o receptor é incapaz de diferenciar entre uma radiação IR de luz do dia ou qualquer outra fonte de alta intensidade, da saída IR do transmissor.

A eficácia deste tipo de sistema remoto IR básico ou comum é particularmente mínima.

Portanto, precisamos de um sistema que seja capaz de rejeitar todos os tipos de fontes de luz IR ambiente e detectar e responder apenas ao feixe infravermelho proveniente de uma unidade transmissora IR compatível sintonizada.

Os projetos a seguir são construídos exatamente dessa maneira para detectar apenas uma banda específica de sinais IR e proibir todas as outras perturbações IR indesejadas presentes na atmosfera.

Transmissor infravermelho

O projeto de controle remoto IR reduz o risco do desafio da radiação infravermelha atmosférica ao aplicar uma fonte de luz modulada para o transmissor junto com um detector sintonizado para o circuito receptor.

Embora esse tipo de design impeça o receptor de reagir a fontes de luz infravermelha ambiente além da pretendida, ele não consegue impedir que o detector de infravermelho visualize as fontes de luz infravermelha ambiente. Caso o detector IR não esteja protegido contra emissores IR potentes, o detector pode ficar sobrecarregado e parar de responder aos sinais do transmissor remoto pretendido.

A proteção contra as radiações IR atmosféricas pode ser implementada sem esforço cobrindo o fototransistor IR dentro de uma caixa opaca e permitindo que uma luz IR alcance o detector apenas através de uma direção específica.

TRANSMISSOR INFRAVERMELHO DA FECHADURA DA PORTA DO CARRO
FECHADURA DE PORTA DE CARRO CONTROLADA POR INFRAVERMELHO 7

O transmissor IR, demonstrado na Fig. 1 acima, é construído usando um PLL 567 (Phase-Locked Loop), que é configurado para modular as transmissões de luz IR. O transistor Q1, uma unidade 2N3904 NPN, é conectado para acionar um LED IR de alta eficiência (LED1).

O PLL é conectado como um VFO (Variable-Frequency Oscillator), capaz de gerar uma saída de onda quadrada no pino 5. Esta saída é usada para alimentar a corrente de acionamento na base de Q1.

Q1 como resultado liga/desliga o LED na taxa da frequência do oscilador. A corrente de corrente máxima que pode atingir os LEDs IR é restrita a um valor seguro por R3.

Receptor infravermelho

O projeto do receptor pode ser visto na Fig. 2 abaixo, que é projetada para ser perfeitamente compatível com nosso circuito transmissor exibido na Fig. 1 acima.

RECEPTOR DE BLOQUEIO DE CARRO INFRAVERMELHO
FECHADURA DE PORTA DE CARRO CONTROLADA POR INFRAVERMELHO 8

No circuito receptor IR acima, o sinal IR modulado do transmissor é reconhecido pelo fototransistor Q3, que oscila entre os limites de saturação e corte, sincronizados com o sinal do transmissor.

O elemento AC da transmissão existente no coletor Q3 é transferido através de C2 para a base Q1 para maior amplificação. Mais tarde, esse sinal aprimorado é aplicado ao U1, que é outro 567 PLL, configurado como um circuito decodificador e sintonizado com a mesma frequência do transmissor PLL.

Assim que as ondas IR de transmissão que atingem a entrada do pino 3 de U1 estão na frequência correta e acima de 50 milivolts, faz com que a saída de U1 no pino 8 seja puxada para baixo ou para o potencial de terra ativando o circuito do relé. Isso é indicado por um LED1 iluminado.

O transistor Q2 rastreia a parte DC do sinal IR recebido (que inclui toda a radiação IR desejada e indesejada atingindo o fototransistor) indicando o processamento adequado do feixe IR através do voltímetro conectado.

A tensão da portadora CC diminui à medida que a intensidade da luz IR aumenta, portanto, um nível de tensão (sinal) mais baixo no medidor implica que um sinal IR genuinamente poderoso do transmissor está atingindo Q3.

Enquanto a tensão no coletor Q3 continuar acima de 2 volts (como indicado no medidor), o receptor funciona perfeitamente; no entanto, caso o IR ambiente que atinge o fototransistor seja muito potente, a tensão pode diminuir a um nível em que os feixes IR do transmissor real nunca serão reconhecidos.

Para alternar outras cargas mais pesadas, o LED1 pode ser substituído por um optoacoplador e, assim, permitir que quase tudo seja ligado ou desligado com o sistema de controle remoto IR fácil.

No presente projeto um driver de relé transistorizado é usado e conectado com a saída pin8 do circuito receptor. O driver do relé aciona o dispositivo de travamento central do carro em resposta à operação ON/OFF do receptor IR, através do fone do transmissor IR.

Integração com a fechadura central do carro

Um sistema de travamento central do carro é acionado por um solenóide magnético, que empurra e puxa a alavanca da trava para implementar o travamento e destravamento das portas do carro. A imagem a seguir mostra como funciona o mecanismo central do carro, cujo eixo é puxado e empurrado pelo acionamento de um motorredutor interno.

Isso acontece quando a potência ou a tensão para o motor é alternadamente comutada com condução direta e condução reversa, alterando a polaridade da alimentação de entrada.

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FECHADURA DE PORTA DE CARRO CONTROLADA POR INFRAVERMELHO 9

No entanto, deve-se notar que, após o solenóide ser acionado, o fornecimento deve ser imediatamente cortado para o solenóide, caso contrário, o solenóide pode queimar. Esse problema é efetivamente resolvido no circuito do driver do relé, onde um DPDT separado é empregado para operar o solenóide, que fornece a corrente ao solenóide por meio de dois capacitores de 1000 uF. Os capacitores garantem que a corrente seja fornecida ao solenóide apenas momentaneamente enquanto os capacitores estiverem carregados e, em seguida, é cortado.

Conforme mostrado no diagrama de circuito do receptor IR, o pino 8 do IC 567, que é a saída do IC, está conectado ao circuito do driver do relé. Sempre que o receptor IR é ativado com uma frequência compatível, o pino 8 fica baixo e os drivers do relé acionam o solenóide da trava do carro uma vez, o que faz com que as portas travem ou destranquem dependendo de sua situação inicial.

Quando a próxima ativação for realizada pressionando o controle remoto IR do transmissor, o solenóide agora opera no sentido inverso, causando a ação apropriada de travamento ou destravamento nas travas das portas.

Fonte de energia

Qualquer fonte DC bem regulada de um adaptador AC para DC adequado com uma saída DC de 12 volts a cerca de 500 miliamperes pode ser empregada para testar o circuito receptor. Uma vez testado em bancada, o circuito pode ser instalado e integrado a qualquer fechadura de porta de veículo, possuindo bateria de 12 V

O circuito transmissor pode ser construído em um pedaço de stripboard e envolto dentro de uma pequena caixa de plástico com o diodo IR saindo em uma borda da caixa.

Uma pequena lente convexa pode ser incluída em ambas as unidades transmissoras/receptoras para focar a intensidade do IR para aumentar o alcance de trabalho.

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FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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