- BARRIERE INFRA-ROUGE -

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Principe

Il s’agit de détecter l’interruption d’un signal lumineux, de façon fiable. L’application typique est un dispositif qui détecte un objet (ou un animal) lors de la fermeture d’un portail roulant ou d’un volet roulant.

Le choix se porte rapidement sur de l’infra rouge modulé pour les raisons suivantes : filtrage facilement possible, chaine de réception plus facile à réaliser, très faible coût des modules et des diodes.

On pourrait imaginer utiliser des diodes lasers et des récepteurs collimatés, mais le prix, la fiabilité et la difficulté de réglage de ces dispositifs sont rédhibitoires.

Utiliser un dispositif par réflexion ne marche pas, car le rayon lumineux peut se réfléchir sur l’obstacle et ainsi ne pas le détecter. Pour éviter cela il faut utiliser des polarisants ou des réglages à la marge.

La solution la plus saine est basée sur des émetteur/récepteurs séparés, au prix d’un câble entre la gestion et l’élément déporté, ou de 2 cables. Deux architectures sont possibles selon que la réception et le traitement est fait de façon synchrone avec l'émission ou pas :

• Asynchrone : on déporte l'émission lumineuse avec un oscillateur autonome. Dans ce cas le récepteur ne sait pas quand l'émetteur émet. L'émission est souvent continue, avec un faible rapport cyclique pour augmenter la portée. Les barrières lumineuses du commerce utilisent ce principe.
• Synchrone : un organe central genère le signal à émettre et gérer la réception. On peut déporter l'émission lumineuse, mais il faudra soigner la transmission des signaux, ou bien on peut déporter la réception lumineuse, dans un petit boitier blindé, car cette fonction ne consomme quasiment rien, et les signaux en sorties sont tolérants. Le câble à utiliser peut être réduit à 3 conducteurs, en fait une double paire PTT de récupération fera très bien l’affaire.

  

Analyse barrière BFT Cellula 130

Un bon exemple de barrière luminseuse sont les cellules BFT Cellula 130 qu’on peut acquérir autour de 60-70€ la paire, un peu moins cher sur les petites annonces ou en cherchant bien.

Spécifications :

• Alimentation 20-31 V~/=, 70mA total
• Portée maximale 30m, réduite en cas de brouillard ou pluie.
• Contact relais 1A sous 24V
• Température de fonctionnement -15°C, +70°C, Protection IP54.
• Dimensions 36x80mm, hauteur 29mm

Ce qui surprend de suite, c'est le très faible rapport cyclique utilisé, de façon à monter le courant LED IR au delà d'un ampère sans gros impact sur la consommation totale moyenne. La fréquence utilisée est basse (1kHz), assez loin des transmission télécommande IR (33/36 kHz), le récepteur est réalisé en analogique avec des transistors.

L'émetteur pourrait être sensiblement amélioré. Ici le NPN BD139 est utilisé en limite, il présente un Vce sat supérieur à 2 Volts, très dépendant de la température. Le même schéma avec un hexfet serait sans aucun doute beaucoup plus stable.

Au passage, on note qu'il est difficile d'alimenter ces cellules en 12V. Pour l’émetteur c’est facile en shuntant 4 des 5 résistances amont,mais pour le récepteur, le régulateur est un 78L12, donc la tension d’entrée doit être au moins de 14V avant les diodes.

Le récepteur

L'émetteur

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