Barrière optique infrarouge

Cet article propose une solution de barrière optique infrarouge à base de TSOP48. Cette solution est utilisée sur le robot 2007 du Clubelek.

Introduction

Les barrières optiques servent de capteurs de passage. Elles sont composées de deux parties : une partie émettrice et une partie réceptrice. Leur principe de fonctionnement est simple : la première partie envoie un faisceau lumineux à destination de la seconde. Lorsqu'il y a un obstacle entre les deux parties (cela peut être un objet, une personne…) le faisceau n'est plus reçu par le récepteur et la présence est détectée.

[ image de la barrière montée sur le robot ]

Sommaire

  1. Introduction
  2. Récepteur
  3. Émetteur
  4. Divers (liste des composants, reprise des schémas, typons…)

Récepteur

Pour peu que vous ayez déjà tenté de faire fonctionner une barrière infrarouge, vous avez du noter qu'elle a une certaine tendance à se déclencher toute seule ! En effet, dans le milieu qui nous entoure, les infrarouges sont omniprésents. Un tel récepteur reçoit en permanence un flux d'infrarouge. La problématique est donc d'arriver à différencier le flux émit par notre diode infrarouge de celui provenant du milieu ambiant.

La méthode employée ici consiste à moduler les infrarouges à une certaine fréquence. Le récepteur est conçu spécialement pour démoduler les infrarouges qu'il reçoit à une fréquence précise choisie par le constructeur. Il devient donc en quelque sorte sensible uniquement aux infrarouges modulés à cette fréquence, et ne se déclenche qu'en leur présence.

La série TSOP48

Les composants de la famille TSOP48 sont des décodeurs infrarouge qui ne “commutent” que sur une certaine fréquence (qui dépend du composant choisi dans la famille). Le composant inclut un photodétecteur et un amplificateur, et le signal de sortie est compatible TTL et CMOS (0V lorsqu'il y a détection et 5V sinon). Ce composant a besoin d'une entrée en tension lissée et ne délivre que très peu de courant.

Pour plus d'information, le datasheet en anglais : http://www.vishay.com/docs/82090/tsop48.pdf

tsop.png

Mise en œuvre : schéma

Schéma du récepteur

C1 :condensateur 4.7µF, sert à lisser la tension
L1 :LED, sert de témoin matériel
R1 :résistance 100Ω, sert à lisser la tension
R2 :résistance 220Ω, sert à ajuster la puissance de la LED
T1 :transistor NPN BC547
US1 :connecteur d'alimentation et rapatriement du signal
US2 :connecteur pour le TSOP48

Mise en œuvre : Typon

Typon (avec composants) du récepteurTypon (sans composants) du récepteur

Émetteur

On sait désormais qu'il faut moduler le signal infrarouge. La solution la plus simple est d'utiliser un 555 et de placer une diode infrarouge en sortie.

Le timer 555

Reportez-vous à l'article sur le 555 pour y découvrir son fonctionnement. Nous l'utiliserons en astable.

Voici quelques valeurs théoriques pour obtenir la fréquence désirée. Théorique car vous vous apercevrez qu'une fois la carte montée la fréquence différera légèrement, il faudra alors changer un composant si vous voulez coller exactement. Sinon, sachez que le TSOP détectera quand même une fréquence légèrement différente, mais la portée s'en trouvera légèrement réduite (on peut penser à augmenter la puissance de la diode émettrice).

Mise en œuvre : Schéma

Schéma de l'émetteur

C1 : condensateur 10nF
C2 : condensateur 680pF
R1 : résistance 4.7kΩ,peut être réduite si la fréquence est inférieure à 36kHz
R2 :résistance 27kΩ
R3 :résistance 47Ω, sert à ajuster la puissance de la LED
R4 :résistance 470Ω, sert à appeler le courant
US1 :connecteur d'alimentation
US4 :connecteur pour la LED

Mise en œuvre : Typon

Typon (avec composants) de l'émetteur

Typon (sans composants) de l'émetteur

Divers

Émetteur

Schéma du récepteur

C1 : condensateur 10nF
C2 : condensateur 680pF
R1 : résistance 4.7kΩ,peut être réduite si la fréquence est inférieureà 36kHz
R2 :résistance 27kΩ
R3 :résistance 47Ω, sert à ajuster la puissance de la LED
R4 :résistance 470Ω, sert à appeler le courant
US1 :connecteur d'alimentation
US4 :connecteur pour la LED

Typon (avec composants) de l'émetteur

Typon (sans composants) de l'émetteur

Typon (imprimable) de l'émetteur

Récepteur

Schéma du récepteur

C1 :condensateur 4.7µF, sert à lisser la tension
L1 :LED, sert de témoin matériel
R1 :résistance 100Ω, sert à lisser la tension
R2 :résistance 220Ω, sert à ajuster la puissance de la LED
T1 :transistor NPN BC547
US1 :connecteur d'alimentation et rapatriement du signal
US2 :connecteur pour le TSOP48

Typon (avec composants) du récepteur

Typon (sans composants) du récepteur

Typon (imprimable) du récepteur

Article écrit par GIROUX Jonathan

8 février 2007