Υπέρυθρη επικοινωνία
Η υπέρυθρη ζώνη του ηλεκτρομαγνήτη αντιστοιχεί 430THz προς την 300GHz και μήκος κύματος 980nm . Η διάδοση των φωτεινών κυμάτων σε αυτή τη ζώνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένα σύστημα επικοινωνίας (για μετάδοση και λήψη) δεδομένων. Αυτή η επικοινωνία μπορεί να είναι μεταξύ δύο φορητών συσκευών ή μεταξύ μιας φορητής συσκευής και μιας σταθερής συσκευής.
Υπάρχουν δύο τύποι επικοινωνίας υπερύθρων
- Από σημείο σε σημείο : Απαιτεί οπτική επαφή μεταξύ του πομπού και του δέκτη. Με άλλα λόγια ο πομπός και ο δέκτης πρέπει να δείχνουν ο ένας τον άλλον και δεν πρέπει να υπάρχουν εμπόδια μεταξύ τους. Παράδειγμα είναι η επικοινωνία τηλεχειριστηρίου.
- Σημείο διάχυσης : Δεν απαιτεί καμία οπτική επαφή και η σύνδεση μεταξύ του πομπού και του δέκτη διατηρείται με ανάκλαση ή αναπήδηση του μεταδιδόμενου σήματος από επιφάνειες όπως οροφές, στέγη κ.λπ. Παράδειγμα είναι το σύστημα επικοινωνίας ασύρματου LAN
Πλεονεκτήματα της επικοινωνίας IR:
- Ασφάλεια: Η υπέρυθρη επικοινωνία έχει υψηλή κατεύθυνση και μπορεί να αναγνωρίσει την πηγή καθώς διαφορετικές πηγές εκπέμπουν ακτινοβολία διαφορετικών συχνοτήτων και έτσι εξαλείφεται ο κίνδυνος διάδοσης πληροφοριών.
- Ασφάλεια: Η υπέρυθρη ακτινοβολία δεν είναι επιβλαβής για τον άνθρωπο. Ως εκ τούτου, η υπέρυθρη επικοινωνία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε μέρος.
- Επικοινωνία δεδομένων υψηλής ταχύτητας: Ο ρυθμός δεδομένων της υπέρυθρης επικοινωνίας είναι περίπου 1Gbps και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποστολή πληροφοριών όπως το σήμα βίντεο.
Βασικά στοιχεία επικοινωνίας IR:
Αρχή επικοινωνίας IR
Μετάδοση IR
Ο πομπός ενός IR LED στο κύκλωμα του, το οποίο εκπέμπει υπέρυθρο φως για κάθε ηλεκτρικό παλμό που του δίνεται. Αυτός ο παλμός δημιουργείται καθώς πατάτε ένα κουμπί στο τηλεχειριστήριο, ολοκληρώνοντας έτσι το κύκλωμα, παρέχοντας προκατάληψη στο LED.
Το LED που είναι προκατειλημμένο εκπέμπει φως μήκους κύματος 940nm ως σειρά παλμών, που αντιστοιχεί στο πάτημα του κουμπιού. Ωστόσο, καθώς μαζί με το LED LED πολλές άλλες πηγές υπέρυθρου φωτός, όπως εμείς οι άνθρωποι, λαμπτήρες, ήλιος, κ.λπ., μπορούν να παρεμβληθούν οι μεταδιδόμενες πληροφορίες. Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι με διαμόρφωση. Το μεταδιδόμενο σήμα διαμορφώνεται χρησιμοποιώντας μια συχνότητα φορέα 38 KHz (ή οποιαδήποτε άλλη συχνότητα μεταξύ 36 έως 46 KHz). Το IR LED κατασκευάζεται για να ταλαντεύεται σε αυτήν τη συχνότητα για τη χρονική διάρκεια του παλμού. Οι πληροφορίες ή τα φωτεινά σήματα διαμορφώνονται με πλάτος παλμού και περιέχονται στη συχνότητα 38 KHz.
Υποδοχή υπερύθρων
Ο δέκτης αποτελείται από έναν φωτοανιχνευτή που αναπτύσσει ένα ηλεκτρικό σήμα εξόδου καθώς υπάρχει φως πάνω του. Η έξοδος του ανιχνευτή φιλτράρεται χρησιμοποιώντας ένα φίλτρο στενής ζώνης που απορρίπτει όλες τις συχνότητες κάτω ή πάνω από τη συχνότητα φορέα (38 KHz σε αυτήν την περίπτωση). Στη συνέχεια, η φιλτραρισμένη έξοδος δίνεται στην κατάλληλη συσκευή όπως ένας Μικροελεγκτής ή ένας Μικροεπεξεργαστής που ελέγχει συσκευές όπως έναν υπολογιστή ή ένα Ρομπότ. Η έξοδος από τα φίλτρα μπορεί επίσης να συνδεθεί με τον παλμογράφο για να διαβάσει τους παλμούς.
Μέρη του συστήματος επικοινωνίας IR:
Πομπό IR - Αισθητήρας IR
Οι αισθητήρες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως μέρος της μέτρησης της θερμοκρασίας ακτινοβολίας χωρίς καμία επαφή. Για διαφορετικά εύρη θερμοκρασίας ακτινοβολίας διατίθενται διάφορα φίλτρα. Ένας αισθητήρας υπερύθρων (IR) είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που ακτινοβολεί ή εντοπίζει την υπέρυθρη ακτινοβολία για να αισθανθεί κάποιο μέρος του περιβάλλοντός της. Δεν ανιχνεύονται στα ανθρώπινα μάτια.
Ένας υπέρυθρος αισθητήρας θα μπορούσε να θεωρηθεί Polaroid που θυμάται εν συντομία πώς εμφανίζεται η υπέρυθρη ακτινοβολία μιας περιοχής. Είναι πολύ συνηθισμένο να συντονίζεται ένας αισθητήρας υπερύθρων σε δείκτες κίνησης, όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται ως χαρακτηριστικό ιδιωτικών ή επιχειρηματικών συστημάτων ασφαλείας. Ένας αισθητήρας υπερύθρων φαίνεται στο σχήμα βασικά έχει δύο ακροδέκτες θετικούς και αρνητικούς. Αυτοί οι αισθητήρες δεν ανιχνεύονται στα ανθρώπινα μάτια. Μπορούν να μετρήσουν τη θερμότητα ενός αντικειμένου και επίσης να αναγνωρίσουν την κίνηση. Το μήκος κύματος περιοχής περίπου από 0,75 μm έως 1000 μm είναι η περιοχή IR. Η περιοχή μήκους κύματος 0,75 μm έως 3 μm καλείται υπέρυθρη ακτινοβολία, η περιοχή από 3 μm έως 6 μm καλείται μεσαία υπέρυθρη ακτινοβολία και η περιοχή υψηλότερη από 6 μm ονομάζεται υπέρυθρη υπέρυθρη ακτινοβολία. Οι αισθητήρες IR εκπέμπουν σε συχνότητα 38 KHz.
ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ
Χαρακτηριστικά του IR Sensor:
- Τάση εισόδου: 5VDC
- Εύρος αίσθησης: 5εκ
- Σήμα εξόδου: αναλογική τάση
- Στοιχείο εκπομπής: LED υπερύθρων
Παράδειγμα κύκλου διασύνδεσης της δίοδος IR και της φωτοδιόδου
Οι αισθητήρες υπερύθρων χρησιμοποιούνται κυρίως σε θερμόμετρο ακτινοβολίας, αναλυτές αερίων, βιομηχανικές εφαρμογές, συσκευές απεικόνισης υπερύθρων, παρακολούθηση και ανίχνευση ανθρώπινου σώματος, επικοινωνία και κίνδυνοι για την υγεία
Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή του διακόπτη ανίχνευσης IR & Photo diode:
αισθητήρας κυκλώματος
Μια δίοδος IR συνδέεται μέσω αντίστασης στην παροχή DC. Μια φωτοδίοδος συνδέεται σε αντίστροφη προκατειλημμένη κατάσταση μέσω ενός δυνητικού διαχωριστή μιας μεταβλητής αντίστασης 10k και 1k σε σειρά στη βάση του τρανζίστορ. Ενώ οι ακτίνες IR πέφτουν στην αντίστροφη προκατειλημμένη φωτοδίοδο φέρεται που προκαλεί τάση στη βάση του τρανζίστορ.
Το τρανζίστορ τότε λειτουργεί σαν διακόπτης ενώ ο συλλέκτης πηγαίνει στη γείωση. Μόλις εμποδιστούν οι ακτίνες IR, η τάση οδήγησης δεν είναι διαθέσιμη στο τρανζίστορ και έτσι ο συλλέκτης του ανεβαίνει. Αυτή η χαμηλή έως υψηλή λογική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την είσοδο μικροελεγκτή για οποιαδήποτε ενέργεια σύμφωνα με το πρόγραμμα.
Αισθητήρας δέκτη IR / TSOP - Χαρακτηριστικά & προδιαγραφές
Το TSOP είναι η τυπική σειρά δέκτη τηλεχειριστηρίου IR, που υποστηρίζει όλους τους σημαντικούς κωδικούς μετάδοσης. Αυτό είναι ικανό να δέχεται υπέρυθρη ακτινοβολία διαμορφωμένη στα 38 kHz. Οι αισθητήρες υπερύθρων που έχουμε δει μέχρι τώρα λειτουργούν μόνο για μικρή απόσταση έως 6 cm. Το TSOP είναι ευαίσθητο σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, επομένως το εύρος του είναι καλύτερη αντίθεση με τη συνηθισμένη δίοδο φωτογραφίας Μπορούμε να το αλλάξουμε έως και 15 cm.
Το TSOP ενεργεί σαν δέκτης. Έχει τρεις καρφίτσες GND, Vs και OUT. Το GND συνδέεται σε κοινό έδαφος, το Vs συνδέεται με + 5volts και το OUT συνδέεται με τον πείρο εξόδου. Ο αισθητήρας TSOP διαθέτει ενσωματωμένο κύκλωμα ελέγχου για την ενίσχυση των κωδικοποιημένων παλμών από τον πομπό IR. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως σε απομακρυσμένους δέκτες τηλεόρασης. Όπως είπα παραπάνω, οι αισθητήρες TSOP έχουν μόνο μια συγκεκριμένη συχνότητα.
Αισθητήρας TSOP
Χαρακτηριστικά:
- Ο προενισχυτής και ο ανιχνευτής φωτογραφιών είναι και οι δύο σε ένα πακέτο
- Εσωτερικό φίλτρο για συχνότητα PCM
- Βελτιωμένη θωράκιση από διαταραχές ηλεκτρικού πεδίου
- Συμβατότητα TTL και CMOS
- Ενεργή παραγωγή χαμηλή
- Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας
- Υψηλή ανοσία έναντι του φωτός περιβάλλοντος
- Είναι δυνατή η συνεχής μετάδοση δεδομένων
Προδιαγραφές:
- Η τάση τροφοδοσίας είναι –0,3-6,0 V
- Το ρεύμα τροφοδοσίας είναι 5 mA
- Η τάση εξόδου είναι –0,3-6,0 V
- Το ρεύμα εξόδου είναι 5 mA
- Το εύρος θερμοκρασίας αποθήκευσης είναι –25- + 85 ° C
- Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας είναι –25- + 85 ° C
ο δοκιμή TSOP είναι πολύ απλό. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως σε απομακρυσμένους δέκτες τηλεόρασης. Το TSOP αποτελείται από μια δίοδο PIN και έναν προενισχυτή εσωτερικά. Συνδέστε τον αισθητήρα TSOP όπως φαίνεται στο κύκλωμα. Ένα LED συνδέεται μέσω αντίστασης από την τροφοδοσία στην έξοδο.
Κύκλωμα αισθητήρα TSOP
Και μετά όταν πατάμε το κουμπί του τηλεχειριστηρίου T.V. μπροστά από τον αισθητήρα TSOP, εάν το LED αρχίσει να αναβοσβήνει τότε ο αισθητήρας TSOP και η σύνδεσή του είναι σωστά. Το σημείο όταν η έξοδος του TSOP είναι χαμηλή, δηλαδή τη στιγμή που χρησιμοποιεί το σήμα IR από μια πηγή, με κεντρική συχνότητα 38 kHz, η έξοδος του είναι χαμηλή.
Ο αισθητήρας TSOP χρησιμοποιείται στην καθημερινή μας τηλεόραση, VCD, στο τηλεχειριστήριο του μουσικού συστήματος. Όπου οι ακτίνες IR μεταδίδονται πατώντας ένα κουμπί στο τηλεχειριστήριο που λαμβάνονται από τον δέκτη TSOP μέσα στον εξοπλισμό.
Δικαιώματα φωτογραφίας:
- Αρχή επικοινωνίας IR από sbprojects
