Si bien hemos publicado varios artículos que hacen referencia a "un enlace infrarrojo" o barrera infrarroja, la particularidad de este circuito radica en que presenta un "buen" ajuste de sensibilidad en el receptor y emplea componentes discretos que lo hacen ideal para formar parte de otros sistemas, a diferencia de las barreras comerciales que se limitan simplemente a activar y desactivar un elemento, mediante los contactos de un relé.

Para ser más explícitos, con este sistema podemos abrir y cerrar un portón desde un automóvil, poner en marcha una bomba de agua, encender las luces de un jardín, etc.

La etapa transmisora de nuestra barrera posee un par fotodiodo emisor y la etapa receptora posee un fototransistor sensible a los rayos infrarrojos que se conecta a la base de un transistor amplificador.

Como el fotodiodo receptor puede ser sensible también a los rayos visibles, se excita solamente con prender una lámpara normal para la iluminación o simplemente un fósforo.

A fin de evitar este problema es necesario modular los fotodiodos transmisores con una frecuencia de unos 10kHz y hacer una etapa receptora selectiva que pueda adaptarse a esta misma frecuencia, para evitar de esta manera que cualquier luz que alcance el fotodiodo receptor sea amplificada y así altere el estado del relé de salida.

El esquema eléctrico de la etapa transmisora, lo vemos en la figura 1, y está formada por un clásico 555, por un transistor MOSFET de media potencia, tipo IRFD9110, y por dos diodos infrarrojos tipo LD271. El temporizador se construye con una frecuencia de 10kHz. R1 es una resistencia de 12kohm, mientras que R2 es de 1kohm; C2 es un capacitor de 0,01µF.

La frecuencia presente en la pata 3 del 555, se aplica a la compuerta del MOSFET, que invierte su nivel lógico con el objeto de alimentar los fotodiodos transmisores con pequeños pulsos positivos que limitan la corriente a ser provista por la pila, y con ello aumentamos su duración.

Si hacemos trabajar estos fotodiodos con pulsos de una tensión de 9V, se puede conseguir una corriente pulsante del orden de los 0,5A y se logra de esta manera un haz de buena potencia y gran alcance.

Para alimentar el transmisor se emplea una batería común de 9V y aunque los fotodiodos absorban 0,5A, como el pulso es de corta duración, el circuito en su conjunto absorberá solamente alrededor de 50mA.

En la figura 2 se da el diagrama de circuito impreso correspondiente al transmisor.

La etapa receptora posee un componente sensible a los rayos infrarrojos tal como el fototransistor BPW42, pero también puede emplearse el BPW50 y el SHF205.

Al llegar al fotodiodo el haz de rayos infrarrojos modulado de 10kHz, los impulsos positivos captados llegan a la compuerta del MOSFET a través de C3.

Se colocó un circuito sintonizado LC en la compuerta de este fet ajustado a la frecuencia de 10kHz. Por lo tanto, la señal de 10kHz procedente del transmisor, es amplificada por el FET y se transmite a la compuerta del segundo transistor de efecto de campo por medio de C6. Otras señales no serán amplificadas debido a la presencia del circuito sintonizado. En FT2, los impulsos son amplificados nuevamente y se vuelven a filtrar por el circuito sintonizado compuesto por JAF2 y C7.

Esta etapa le brinda mayor selectividad al circuito, selectividad que se incrementa aún más con la presencia de otra etapa similar a la anterior, compuesta por FT3 y sus componentes asociados.

De esta manera, la señal recibida, procedente del transmisor, es enviada (amplificada) al operacional IC1/A, empleado como rectificador de los picos recepcionados.

Cuando no hay señal procedente del Tx infrarrojo, en el capacitor C15 de 0,1µF hay una tensión igual a la mitad de la de alimentación (6V si se alimenta el receptor con una fuente de 12V).

En presencia de los picos filtrados y amplificados, la tensión en C15 sube a 12V.

La tensión presente en el capacitor C15 se aplica a la entrada inversora (6) del segundo operacional (IC1/B), empleado como comparador de tensión.

La pata no inversora 5 de este operacional es conectada al cursor del potenciómetro R13, que empleamos como control de sensibilidad.

Al haber en la pata inversora una tensión positiva de 6V y en la pata no inversora una tensión de 6,2V (ajustable con el potenciómetro R13), en la pata de salida del operacional (7) hay una tensión positiva igual a la de alimentación, en este caso 12V.

Cuando la tensión en la pata inversora sube por arriba de 6,2V, como consecuencia de la recepción de pulsos desde el TX, la tensión de salida bajará abruptamente.

La salida del operacional está conectada en forma directa a la toma de salida 2 y a la base del transistor NPN TR1, cuyo colector está conectado a la toma de salida 1, como lo vemos en la figura 3.

De esta manera, cuando se establece el enlace (el Rx recibe los pulsos enviados por el Tx), encontramos dos condiciones lógicas en las salidas:

salida 1= nivel lógico 1
salida 2= nivel lógico 0

En estas salidas se encuentran siempre niveles inversos, que servirán para excitar y para desexcitar el start y el stop de cualquier contador de pulsos digitales de un sistema. De ahí que podemos conectar el receptor donde queramos (para abrir un portón, en la entrada de un sistema de seguridad, a un relé para encender luces, etc.).

El transistor PNP TR2, posee su base conectada a la salida del operacional IC1/B, se emplea para indicar el establecimiento del enlace entre Tx y Rx, de manera tal que al colocar el fotodiodo emisor en frente del fototransistor receptor y establecerse la comunicación entre ambos, se encenderá el diodo L2, para indicar este estado.

Cuando se acciona el pulsador del transmisor, el diodo led se deberá prender y si interrumpe el haz con una mano, éste se apagará.

La alimentación del circuito se logra con cualquier tensión comprendida entre los 9-12 voltios.

Si la alimentación se hace con una tensión de 12V, el circuito en su totalidad absorberá una corriente máxima de 20mA con el diodo led DL2 apagado y de 25mA con el diodo led encendido.

En la figura 4 se da el esquema de la placa de circuito impreso del receptor.

Hemos dicho que con este circuito se puede accionar un relé a distancia. En la figura 5 tenemos un esquema que se puede emplear, conectado en forma directa a la salida 2 de la etapa receptora.

El relé exterior se alimentará con una tensión de 12V, el mismo valor se puede emplear para alimentar el receptor. Al interrumpirse el haz de infrarrojos, el relé se excitará.

Para armar el sistema es recomendable comenzar el montaje por el transmisor, ya que es el más sencillo.

Cuando se tiene el circuito impreso conviene montar, en primer lugar, el zócalo para el integrado NE555, después las cuatro resistencias y posteriormente los capacitares de poliéster y el electrolítico (C1); debe respetarse la polaridad de sus dos terminales. Posteriormente, verificando con atención sus terminales, se deberá montar y soldar el Mosfet FT1.

Una vez insertado el Mosfet en el circuito impreso, se ubicarán los dos terminales “drain” (drenaje o compuerta) hacia la resistencia R4.

Luego de soldar sus terminales, se pueden colocar los dos fotodiodos transmisores llamados DL1 y DL2, a los que luego habrá que doblar para colocarlos en el gabinete que elijamos para tal fin (debe ser un gabinete pequeño, convendrá el uso de cajitas como las empleadas en control remoto para automóviles, que se venden en las casas del gremio.

Sin embargo, en nuestro taller armamos el prototipo en un envase de promoción de una crema de enjuague capilar.

Si bien no es un método ortodoxo, el "envase" cayó como anillo al dedo).

Al soldar los fotodiodos debe constatar que el Terminal más corto corresponde al cátodo (terminal k) y debe estar ubicado hacia la derecha.

El circuito no funcionará si, por equivocación, se monta invertido, aunque sólo sea uno de los diodos.

Los dos fotodiodos deben soldarse en el circuito de manera que sus cuerpos estén ubicados a media altura respecto de los orificios del gabinete. En dicho gabinete, también se hará un orificio para poner el interruptor S1.

En el gabinete de plástico del Tx debe estar prevista la colocación de la pila de 9V, pero también se puede usar una pila de 12V pequeña.

En el receptor es recomendable para el comienzo, insertar el zócalo para el integrado LM358 (ver IC1), después al estar soldados todos sus terminales, se pueden colocar todas las resistencias, se verificarán sus valores con el código de colores.

Luego de las resistencias, se pueden colocar los diodos de silicio DS1y DS2, se tendrá en cuenta que la raya corresponde al cátodo.

El circuito impreso se colocará dentro de un gabinete específico, en el que se dejará un orificio para DL2, junto a C14. Para ello, antes del montaje final se puede señalar con exactitud en el cuerpo de plástico la posición del diodo.

Al diodo led DL2 se lo pone en el circuito impreso en el lado contrario al de los componentes, se introduce el terminal más corto (terminal K) en el agujero ubicado junto al capacitor C14. Luego conectamos todos los capacitores, empezamos por los cerámicos, luego los de poliéster y por último los electrolíticos.

Posteriormente debe soldar las tres impedancias JAF1-JAF2-JAF3.

Siguiendo con el montaje, se pondrá el fototransistor DL1, podrá ser cualquiera de los mencionados en el comienzo del artículo.

La única observación que podemos realizar con los componentes transmisores y receptores de infrarrojo es que deben ser "apareados", es decir, deben operar en la misma frecuencia. Por ejemplo, nosotros empleamos el par fototransmisor BPW42 como receptor y el CQX46 como transmisor.

Si colocamos como receptor un BPW41, podrá reconocer el cuerpo de este fotodiodo, aunque no hubiera alguna sigla, porque está provisto de solamente dos terminales y es reconocible también porque es todo negro.

La parte que se colocará hacia el exterior, es la parte sensible que es redonda.

A continuación, luego del fotodiodo receptor (o fototransistor, según el componente que consigamos) se pondrá el fet FT1 (junto a JAF1), luego los otros MOSFET y posteriormente los dos transistores TR1 y TR2.

Armado tanto el transmisor como el receptor, se puede hacer una verificación simple, pero si no se cuenta con los instrumentos se puede verificar de la siguiente manera: