Comunicare în infraroșu
Banda infraroșie a electromagnetului corespunde 430THz la 300GHz și o lungime de undă de 980nm . Propagarea undelor luminoase în această bandă poate fi utilizată pentru un sistem de comunicații (pentru transmisie și recepție) de date. Această comunicare poate fi între două dispozitive portabile sau între un dispozitiv portabil și un dispozitiv fix.
Există două tipuri de comunicare în infraroșu
- Punct la punct : Necesită o linie de vedere între emițător și receptor. Cu alte cuvinte, emițătorul și receptorul ar trebui să fie îndreptate unul către celălalt și să nu existe obstacole între ele. Exemplu este comunicarea cu telecomandă.
- Punct difuz : Nu necesită nicio linie vizuală, iar legătura dintre emițător și receptor este menținută prin reflectarea sau saltarea semnalului transmis de suprafețe precum tavanele, acoperișul etc. Exemplul este sistemul de comunicație LAN fără fir.
Avantajele comunicării IR:
- Securitate: Comunicarea în infraroșu are o direcționalitate ridicată și poate identifica sursa, deoarece diferite surse emit radiații de frecvențe diferite și, astfel, riscul difuzării informațiilor este eliminat.
- Siguranță: radiațiile infraroșii nu sunt dăunătoare ființelor umane. Prin urmare, comunicarea în infraroșu poate fi utilizată în orice loc.
- Comunicare de date de mare viteză: rata de comunicare în infraroșu este de aproximativ 1 Gbps și poate fi utilizată pentru trimiterea de informații precum semnalul video.
Bazele comunicării IR:
Principiul comunicării IR
Transmisie IR
Transmițătorul unui LED IR din circuitul său, care emite lumină infraroșie pentru fiecare impuls electric dat. Acest impuls este generat pe măsură ce este apăsat un buton de pe telecomandă, completând astfel circuitul, oferind polarizare LED-ului.
LED-ul care este polarizat emite lumină cu lungimea de undă de 940nm ca o serie de impulsuri, corespunzătoare butonului apăsat. Cu toate acestea, deoarece, împreună cu LED-ul IR, multe alte surse de lumină infraroșie, cum ar fi ființele umane, becurile, soarele etc., informațiile transmise pot fi interferate. O soluție la această problemă este prin modulare. Semnalul transmis este modulat folosind o frecvență purtătoare de 38 KHz (sau orice altă frecvență cuprinsă între 36 și 46 KHz). LED-ul IR este făcut să oscileze la această frecvență pe durata impulsului. Informațiile sau semnalele luminoase sunt modulate pe lățimea pulsului și sunt conținute în frecvența de 38 KHz.
Recepție IR
Receptorul este format dintr-un fotodetector care dezvoltă un semnal electric de ieșire pe măsură ce lumina este incidentă pe el. Ieșirea detectorului este filtrată utilizând un filtru cu bandă îngustă care elimină toate frecvențele sub sau peste frecvența purtătoare (38 KHz în acest caz). Ieșirea filtrată este apoi dată dispozitivului adecvat, cum ar fi un microcontroler sau un microprocesor care controlează dispozitive precum un PC sau un robot. Ieșirea din filtre poate fi, de asemenea, conectată la osciloscop pentru a citi impulsurile.
Părți ale sistemului de comunicații IR:
Transmițător IR - senzor IR
Senzorii ar putea fi utilizați ca parte a măsurării temperaturii radiației fără niciun contact. Pentru diferite intervale de temperatură a radiației sunt disponibile diverse filtre. Un senzor infraroșu (IR) este un dispozitiv electronic care radiază sau localizează radiația infraroșie pentru a detecta o parte din împrejurimile sale. Ele sunt nedetectabile pentru ochii omului.
Un senzor infraroșu ar putea fi considerat un Polaroid care amintește pe scurt modul în care apare radiația infraroșie a unei zone. Este foarte obișnuit ca un senzor cu infraroșu să fie coordonat în indicatori de mișcare precum cei utilizați ca o caracteristică a sistemelor de securitate private sau de afaceri. Un senzor IR este prezentat în figură, practic are două terminale pozitive și negative. Acești senzori sunt nedetectabili pentru ochii omului. Pot măsura căldura unui obiect și, de asemenea, pot identifica mișcarea. Lungimea de undă a regiunii aproximativ de la 0,75 um la 1000 um este regiunea IR. Regiunea lungimii de undă de la 0,75 µm la 3 µm se numește infraroșu apropiat, regiunea de la 3 µm la 6 µm se numește infraroșu mediu și regiunea mai mare de 6 µm se numește infraroșu îndepărtat. Senzorii IR emit la o frecvență de 38 KHz.
ȘI SENZOR
Caracteristicile senzorului IR:
- Tensiunea de intrare: 5VDC
- Gama de detectare: 5cm
- Semnal de ieșire: tensiune analogică
- Element emis: LED cu infraroșu
Exemplu de circuit de interfață a diodelor IR și a fotodiodei
Senzori IR utilizați în cea mai mare parte în termometru de radiații, analizoare de gaze, aplicații industriale, dispozitive de imagistică IR, urmărire și detectare a corpului uman, comunicare și pericole pentru sănătate
Iată o scurtă descriere a comutatorului de detectare a diodelor IR și foto:
senzor de circuit ir
O diodă IR este conectată printr-o rezistență la alimentarea cu curent continuu. O diodă foto este conectată în condiții de polarizare inversă printr-un divizor de potențial de 10k rezistență variabilă și 1k în serie la baza tranzistorului. În timp ce razele IR cad pe dioda foto polarizată inversă, aceasta conduce o tensiune la baza tranzistorului.
Tranzistorul funcționează apoi ca un comutator în timp ce colectorul ajunge la sol. Odată ce razele IR sunt obstrucționate, tensiunea de acționare nu este disponibilă tranzistorului, astfel colectorul său crește. Această logică scăzută până la înaltă poate fi utilizată pentru intrarea microcontrolerului pentru orice acțiune conform programului.
Receptor IR / senzor TSOP - Caracteristici și specificații
TSOP este seria de receptoare de telecomandă IR standard, care acceptă toate codurile majore de transmisie. Acesta este capabil să primească radiații infraroșii modulate la 38 kHz. Senzorii IR pe care i-am văzut până acum funcționează doar pe o distanță mică de până la 6 cm. TSOP este sensibil la o frecvență specifică, astfel încât domeniul său este mai bun contrast cu dioda foto obișnuită. Îl putem modifica până la 15 cm.
TSOP acționează ca un receptor. Are trei pini GND, Vs și OUT. GND este conectat la masa comună, Vs este conectat la + 5 volți și OUT este conectat la pinul de ieșire. Senzorul TSOP are un circuit de control încorporat pentru amplificarea impulsurilor codate de la transmițătorul IR. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit la receptoarele TV de la distanță. După cum am spus mai sus, senzorii TSOP simt doar o anumită frecvență.
Senzor TSOP
Caracteristici:
- Preamplificatorul și detectorul foto sunt ambele într-un singur pachet
- Filtru intern pentru frecvența PCM
- Protecție îmbunătățită împotriva perturbării câmpului electric
- Compatibilitate TTL și CMOS
- Ieșire activă scăzută
- Consum redus de putere
- Imunitate ridicată împotriva luminii ambientale
- Este posibilă transmiterea continuă a datelor
Specificații:
- Tensiunea de alimentare este –0,3-6,0 V
- Curentul de alimentare este de 5 mA
- Tensiunea de ieșire este –0,3-6,0 V
- Curentul de ieșire este de 5 mA
- Temperatura de depozitare este de –25- + 85 ° C
- Gama de temperatură de funcționare este –25- + 85 ° C
testarea TSOP este foarte simplu. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit la receptoarele TV de la distanță. TSOP constă dintr-o diodă PIN și un pre-amplificator intern. Conectați senzorul TSOP așa cum se arată în circuit. Un LED este conectat printr-o rezistență de la alimentare la ieșire.
Circuitul senzorului TSOP
Și atunci când apăsăm butonul telecomenzii T.V. din fața senzorului TSOP, dacă LED-ul începe să clipească, senzorul nostru TSOP și conexiunea sa sunt corecte. Punctul în care ieșirea TSOP este scăzută, adică în momentul în care își însușește semnalul IR de la o sursă, cu o frecvență centrală de 38 kHz, ieșirea sa scade.
Senzorul TSOP este utilizat în televizorul nostru zilnic, VCD, telecomanda sistemului muzical. În cazul în care razele IR sunt transmise prin apăsarea unui buton de pe telecomandă, care sunt recepționate de receptorul TSOP în interiorul echipamentului.
Credit foto:
- Principiul comunicării IR prin sbprojects
