Kennismaking
Met de IS471F van Sharp kunt u een complete infrarode lichtsluis maken. Het IC bevat een oscillator waarop u rechtstreeks via een uitgang op pen 4 een IR-LED kunt aansluiten (de zender). Het IC bevat bovendien een IR-gevoelige fotodiode (de ontvanger), een versterker, een comparator en een demodulator. De uitgang van de schakeling gaat naar 'L' als het licht van de IR-LED wordt ontvangen en wordt 'H' als de lichtstraal niet wordt ontvangen. Het geheel is geoptimaliseerd voor een golflengte van 920 nm.
De bedoeling is dat u de IS471F aan de ene kant van de lichtsluis positioneert en de uit het IC gestuurde IR-LED aan de andere kant. U moet de IR-LED uiteraard zó monteren dat de lichtbundel rechtstreeks in het venstertje van de chip schijnt. Als een voorwerp de lichtsluis passeert wordt de lichtbundel onderbroken en reageert de uitgang van de IS471F. In de onderstaande figuur ziet u hoe u de IR-LED moet aansluiten tussen de positieve voeding van het IC en pen 4 van het IC.
Dank zij de werking met een pulserende lichtstraal op ongeveer 7,5 kHz is het systeem extreem ongevoelig voor storende lichtbronnen.
 |
| Het principe van de infrarode lichtsluis. (© 2021 Jos Verstraten) |
Het intern blokschema
In de onderstaande figuur is het intern blokschema van de IS471F weergegeven. De interne fotodiode is invers gepolariseerd. De lekstroom is afhankelijk van de hoeveelheid IR-licht die op de diode valt. Na de versterker AMP volgt een comparator COMP die zorgt voor een mooi blokvormig signaal. De kleine condensator tussen beide schakelingen blokkeert gelijkspanningen die bijvoorbeeld ontstaan door instraling van het zonlicht. Dit blokvormig signaal wordt in de SYNC DETECTOR vergeleken met het signaal van de locale OSCILLATOR. Op deze manier wordt de schakeling veel minder gevoelig voor stoorpulsen met een afwijkende frequentie. De DEMODUL(ator) zet het uitgangssignaal van de detector om in een mooie puls op pen 2, de Vo.
Pen 4, de GLout, is intern aangesloten op een stroomsink die vanuit de OSCILLATOR wordt gestuurd. Deze pen wordt dus op het ritme van de intern gegenereerde pulsen naar de massa getrokken en zorgt voor de stroom door de externe infrarode LED.
 |
| Het intern blokschema van de IS471F. ( © 2021 Jos Verstraten) |
Technische gegevens
- Prijsindicatie: NL postorder: € 3,40 per stuk (Conrad)
- Prijsindicatie: AliExpress aanbieders: € 1,00 per tien stuks
- Fabrikant: Sharp
- Voedingsspanning: +4,5 Vdc ~ +16,0 Vdc
- Voedingsstroom: 3,5 mA typisch, 7,0 mA max.
- Uitgangsspanning 'L': 0,35 V max.
- Uitgangsspanning 'H': 4,9 V min.
- Uitgangsstroom pen 2: 0,5 mA typisch
- Uitgangsstroom pen 4: 40 mA min., 55 mA typisch, 70 mA max.
- Frequentie: 7,6 kHz typisch
- Pulsbreedte naar LED: 4,4 μs min., 13,7 μs max.
- Responstijd uitgang Vo 'L' naar 'H': 400 μs typisch
- Responstijd uitgang Vo 'H' naar 'L': 400 μs typisch
- Spectrale gevoeligheid: 940 nm typisch
Functie van de pennen
Voorbeeldschakeling
In de onderstaande figuur wordt de IS471F toegepast als lichtsluis voor het tellen van voorwerpen. De bovenste grafiek stelt het onderbreken van de lichtstraal voor, de onderste grafiek geeft de uitgangsrespons.
Via www.modelbouwled.nl kunt u een klein bouwpakketje bestellen voor ongeveer € 9,50 waarmee u een lichtsluis kunt maken met de IS471F als basis. De twee printjes zijn ook los te koop voor € 4,10.
(Banggood sponsor advertentie)
4.050 metaalfilm weerstanden, 30 x 135 waarden
- Prijsindicatie: NL postorder: € 3,40 per stuk (Conrad)
- Prijsindicatie: AliExpress aanbieders: € 1,00 per tien stuks
- Fabrikant: Sharp
- Voedingsspanning: +4,5 Vdc ~ +16,0 Vdc
- Voedingsstroom: 3,5 mA typisch, 7,0 mA max.
- Uitgangsspanning 'L': 0,35 V max.
- Uitgangsspanning 'H': 4,9 V min.
- Uitgangsstroom pen 2: 0,5 mA typisch
- Uitgangsstroom pen 4: 40 mA min., 55 mA typisch, 70 mA max.
- Frequentie: 7,6 kHz typisch
- Pulsbreedte naar LED: 4,4 μs min., 13,7 μs max.
- Responstijd uitgang Vo 'L' naar 'H': 400 μs typisch
- Responstijd uitgang Vo 'H' naar 'L': 400 μs typisch
- Spectrale gevoeligheid: 940 nm typisch
Functie van de pennen
- Vcc (1):
Positieve voeding, +16,0 V max. - Vo (2):
Uitgangsspanning, wordt 'L' als de lichtstraal wordt ontvangen. - GND (3):
Massa van de schakeling. - GLout (4):
Stroomsink, gaat naar de kathode van de infrarode LED.
 |
| Behuizing en aansluitgegevens van de IS471F. (© 2021 Jos Verstraten) |
Voorbeeldschakeling
In de onderstaande figuur wordt de IS471F toegepast als lichtsluis voor het tellen van voorwerpen. De bovenste grafiek stelt het onderbreken van de lichtstraal voor, de onderste grafiek geeft de uitgangsrespons.
 |
De IS471F als teller van voorwerpen. (© 2021 Jos Verstraten) |
Aanvullingen van een lezer
Lezer W. Dobbelaere vroeg ons onderstaande aanvulling bij dit artikel op te nemen:
'Toen ik eerst wat experimenteerde met de IS471F was ik eerst ontgoocheld omdat de reikwijdte schijnbaar beperkt was tot een halve meter. Daarom stuurde ik de IR-LED met een PNP-transistor en een serieweerstand van 150 Ω op 5 V. Dat leek stukken beter en ik haalde toen met gemak 1 m reikwijdte.
Maar de grootste verbetering was toen ik ontdekte dat ik het IC aan de verkeerde kant had belicht met de IR-LED. Eerst dacht ik dat het venstertje van de IR-ontvanger zich op de verhoging van het IC bevond. Niet dus, de gevoelige kant bevindt zich op het vlakke gedeelte van het IC.
De tekening bij de 'Functie van de pennen' is een beetje verwarrend, want de foto staat onderste boven t.o.v. de tekening ernaast. Het rondje op de foto bracht mij dus ook op de valse veronderstelling dat dit het IR venstertje was.'
Bouwpakket met de IS471FVia www.modelbouwled.nl kunt u een klein bouwpakketje bestellen voor ongeveer € 9,50 waarmee u een lichtsluis kunt maken met de IS471F als basis. De twee printjes zijn ook los te koop voor € 4,10.
 |
| De twee delen van het bouwpakketje. (© modelbouwled.nl) |
4.050 metaalfilm weerstanden, 30 x 135 waarden