Komunikacja za pomocą technologii podczerwieni

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Komunikacja w podczerwieni

Odpowiada pasmo podczerwieni elektromagnesu 430THz do 300 GHz i długość fali 980nm . Propagacja fal świetlnych w tym paśmie może być wykorzystana w systemie komunikacyjnym (do transmisji i odbioru) danych. Ta komunikacja może odbywać się między dwoma urządzeniami przenośnymi lub między urządzeniem przenośnym a urządzeniem stacjonarnym.

Istnieją dwa rodzaje komunikacji w podczerwieni




  • Wskaż punkt : Wymaga linii widzenia między nadajnikiem a odbiornikiem. Innymi słowy, nadajnik i odbiornik powinny być skierowane do siebie i nie powinno być między nimi żadnych przeszkód. Przykładem jest komunikacja za pomocą pilota.
  • Punkt rozproszony : Nie wymaga żadnej linii wzroku, a połączenie między nadajnikiem a odbiornikiem jest utrzymywane przez odbijanie lub odbijanie transmitowanego sygnału przez powierzchnie takie jak sufity, dach itp. Przykładem jest system komunikacji bezprzewodowej LAN

Zalety komunikacji IR:

  • Bezpieczeństwo: komunikacja w podczerwieni ma dużą kierunkowość i może zidentyfikować źródło, ponieważ różne źródła emitują promieniowanie o różnych częstotliwościach, a tym samym ryzyko rozprzestrzeniania się informacji jest wyeliminowane.
  • Bezpieczeństwo: Promieniowanie podczerwone nie jest szkodliwe dla ludzi. Dzięki temu komunikacja w podczerwieni może być używana w dowolnym miejscu.
  • Szybka komunikacja danych: Szybkość transmisji danych w podczerwieni wynosi około 1 Gb / si może być używana do wysyłania informacji, takich jak sygnał wideo.

Podstawy komunikacji IR:

Zasada komunikacji IR

Zasada komunikacji IR

Transmisja IR



Nadajnik diody LED IR wewnątrz swojego obwodu, który emituje światło podczerwone przy każdym podanym mu impulsie elektrycznym. Impuls ten jest generowany po naciśnięciu przycisku na pilocie, zamykając w ten sposób obwód, zapewniając polaryzację diody LED.

Dioda LED w stanie spolaryzowanym emituje światło o długości fali 940nm w postaci serii impulsów odpowiadających przyciśniętemu przyciskowi. Jednak ponieważ wraz z diodą podczerwieni LED wiele innych źródeł światła podczerwonego, takich jak ludzie, żarówki, słońce itp., Może zakłócać przesyłane informacje. Rozwiązaniem tego problemu jest modulacja. Przesyłany sygnał jest modulowany przy użyciu częstotliwości nośnej 38 kHz (lub dowolnej innej częstotliwości między 36 a 46 kHz). Dioda IR LED oscyluje przy tej częstotliwości przez czas trwania impulsu. Informacje lub sygnały świetlne mają modulację szerokości impulsu i są zawarte w częstotliwości 38 kHz.

Odbiór podczerwieni


Odbiornik składa się z fotodetektora, który wytwarza wyjściowy sygnał elektryczny, gdy pada na niego światło. Wyjście detektora jest filtrowane za pomocą filtru wąskopasmowego, który odrzuca wszystkie częstotliwości poniżej lub powyżej częstotliwości nośnej (w tym przypadku 38 kHz). Przefiltrowane wyjście jest następnie przekazywane do odpowiedniego urządzenia, takiego jak mikrokontroler lub mikroprocesor, który steruje urządzeniami, takimi jak komputer PC lub robot. Wyjście z filtrów można również podłączyć do oscyloskopu w celu odczytu impulsów.

Części systemu komunikacji IR:

Nadajnik podczerwieni - czujnik podczerwieni

Czujniki mogą być wykorzystane jako część pomiaru temperatury promieniowania bez żadnego kontaktu. Dostępne są różne filtry dla różnych zakresów temperatur promieniowania. Czujnik podczerwieni (IR) to urządzenie elektroniczne, które emituje lub lokalizuje promieniowanie podczerwone w celu wykrycia części otoczenia. Są niewykrywalne dla ludzkich oczu.

Czujnik podczerwieni można uznać za polaroid, który w skrócie przypomina, jak pojawia się promieniowanie podczerwone danego obszaru. Często zdarza się, że czujnik podczerwieni jest koordynowany ze wskaźnikami ruchu, takimi jak te wykorzystywane jako element prywatnych lub biznesowych systemów bezpieczeństwa. Czujnik podczerwieni pokazano na rysunku w zasadzie ma dwa zaciski dodatnie i ujemne. Te czujniki są niewykrywalne dla ludzkich oczu. Mogą mierzyć ciepło obiektu, a także identyfikować ruch. Długość fali regionu w przybliżeniu od 0,75 µm do 1000 µm to obszar IR. Obszar długości fali od 0,75 µm do 3 µm nazywany jest bliską podczerwienią, obszar od 3 µm do 6 µm nazywany jest średnią podczerwienią, a obszar powyżej 6 µm nazywany jest daleką podczerwienią. Czujniki podczerwieni emitują z częstotliwością 38 kHz.

I CZUJNIK

I CZUJNIK

Cechy czujnika podczerwieni:

  • Napięcie wejściowe: 5 V DC
  • Zasięg wykrywania: 5 cm
  • Sygnał wyjściowy: napięcie analogowe
  • Element emitujący: dioda podczerwieni

Przykładowy obwód sprzęgający diody IR i fotodiody

Czujniki podczerwieni stosowane głównie w termometrach radiacyjnych, analizatorach gazów, zastosowaniach przemysłowych, urządzeniach do obrazowania IR, śledzeniu i wykrywaniu ciała ludzkiego, zagrożeniach komunikacyjnych i zdrowotnych

Oto krótki opis przełącznika wykrywającego diodę IR i foto:
czujnik podczerwieni obwodu

czujnik podczerwieni obwodu

Dioda IR jest podłączona poprzez rezystancję do zasilania DC. Fotodioda jest podłączona w stanie spolaryzowanym wstecznym przez dzielnik potencjału o zmiennej rezystancji 10k i 1k szeregowo do podstawy tranzystora. Podczas gdy promienie podczerwone padają na fotodiodę odwrotną polaryzowaną, przewodzi ona, co powoduje powstanie napięcia u podstawy tranzystora.

Tranzystor działa wtedy jak przełącznik, podczas gdy kolektor przechodzi do masy. Gdy promienie podczerwone zostaną zablokowane, tranzystor nie będzie miał napięcia sterującego, więc jego kolektor osiągnie stan wysoki. Ta logika od niskiego do wysokiego może być używana jako wejście mikrokontrolera dla dowolnej akcji zgodnie z programem.

Odbiornik podczerwieni / czujnik TSOP - cechy i specyfikacje

TSOP to standardowa seria odbiorników pilotów na podczerwień, obsługująca wszystkie główne kody transmisji. Jest w stanie odbierać promieniowanie podczerwone modulowane przy 38 kHz. Czujniki podczerwieni, które widzieliśmy do tej pory, działają tylko na niewielką odległość do 6 cm. TSOP jest wrażliwy na określoną częstotliwość, więc jego zakres jest lepiej kontrastowy dla zwykłej fotodiody. Możemy go zmienić do 15 cm.

TSOP działa jak odbiornik. Posiada trzy piny GND, Vs i OUT. GND jest podłączone do wspólnej masy, Vs jest podłączone do + 5 V, a OUT jest podłączone do pinu wyjściowego. Czujnik TSOP ma wbudowany obwód sterujący do wzmacniania zakodowanych impulsów z nadajnika podczerwieni. Są one powszechnie używane w zdalnych odbiornikach telewizyjnych. Jak powiedziałem powyżej, czujniki TSOP wykrywają tylko określoną częstotliwość.

Czujnik TSOP

Czujnik TSOP

Funkcje:

  • Przedwzmacniacz i fotodetektor znajdują się w jednym opakowaniu
  • Filtr wewnętrzny dla częstotliwości PCM
  • Ulepszone ekranowanie przed zakłóceniami pola elektrycznego
  • Zgodność z TTL i CMOS
  • Wyjście aktywne w stanie niskim
  • Niskie zużycie energii
  • Wysoka odporność na światło otoczenia
  • Możliwa ciągła transmisja danych

Specyfikacje:

  • Napięcie zasilania wynosi –0,3–6,0 V.
  • Prąd zasilania wynosi 5 mA
  • Napięcie wyjściowe wynosi –0,3–6,0 V.
  • Prąd wyjściowy wynosi 5 mA
  • Zakres temperatur przechowywania od –25 do + 85 ° C
  • Zakres temperatur pracy od –25 do + 85 ° C

Plik testowanie TSOP jest bardzo prosta. Są one powszechnie używane w zdalnych odbiornikach telewizyjnych. TSOP składa się z diody PIN i wewnętrznie przedwzmacniacza. Podłącz czujnik TSOP zgodnie z obwodem. Dioda LED jest podłączona poprzez rezystor od zasilania do wyjścia.

Obwód czujnika TSOP

Obwód czujnika TSOP

A potem, gdy wciśniemy przycisk pilota zdalnego sterowania TV przed czujnikiem TSOP, jeśli dioda LED zacznie migać to nasz czujnik TSOP i jego podłączenie są prawidłowe. Punkt, w którym moc wyjściowa TSOP jest niska, tj. W momencie, gdy przejmuje sygnał IR ze źródła, o częstotliwości środkowej 38 kHz, jego moc wyjściowa spada.

Czujnik TSOP jest używany w naszym codziennym użytkowaniu TV, VCD, pilocie systemu muzycznego. Gdzie promienie podczerwone są przesyłane przez naciśnięcie przycisku na pilocie, które są odbierane przez odbiornik TSOP wewnątrz urządzenia.

Kredyt zdjęciowy: