Комуникация с използване на инфрачервена технология

Комуникация с използване на инфрачервена технология

Инфрачервена комуникация

Инфрачервената лента на електромагнита съответства на 430THz да се 300GHz и дължина на вълната от 980 нм . Разпространението на светлинните вълни в тази лента може да се използва за комуникационна система (за предаване и приемане) на данни. Тази комуникация може да бъде между две преносими устройства или между преносимо устройство и фиксирано устройство.



Има два вида инфрачервена комуникация


  • Точка до точка : Изисква се линия на видимост между предавателя и приемника. С други думи, предавателят и приемникът трябва да бъдат насочени един към друг и между тях не трябва да има препятствия. Пример е комуникацията с дистанционно управление.
  • Дифузна точка : Не изисква никаква видимост и връзката между предавателя и приемника се поддържа чрез отразяване или отскачане на предавания сигнал от повърхности като тавани, покрив и др. Пример е безжичната LAN комуникационна система

Предимства на IR комуникацията:

  • Сигурност: Инфрачервената комуникация има висока насоченост и може да идентифицира източника, тъй като различните източници излъчват лъчение с различни честоти и по този начин се елиминира рискът от разпространение на информация.
  • Безопасност: Инфрачервеното лъчение не е вредно за хората. Следователно инфрачервената комуникация може да се използва на всяко място.
  • Високоскоростна комуникация на данни: Скоростта на предаване на данни с инфрачервена комуникация е около 1Gbps и може да се използва за изпращане на информация като видео сигнал.

Основи на IR комуникацията:

Принцип на IR комуникация

Принцип на IR комуникация





IR предаване

Предавателят на IR светодиод във веригата си, който излъчва инфрачервена светлина за всеки електрически импулс, даден му. Този импулс се генерира при натискане на бутон на дистанционното, като по този начин завършва веригата, осигурявайки отклонение на светодиода.



Светодиодът, който е пристрастен, излъчва светлина с дължина на вълната от 940 nm като поредица от импулси, съответстващи на натиснатия бутон. Тъй като заедно с IR LED много други източници на инфрачервена светлина като нас, човешките същества, крушките, слънцето и т.н., предадената информация може да бъде намесена. Решението на този проблем е чрез модулация. Предаваният сигнал се модулира, използвайки носеща честота от 38 KHz (или друга честота между 36 до 46 KHz). IR светодиодът е направен да трепти с тази честота за времето на импулса. Информацията или светлинните сигнали са модулирани с широчина на импулса и се съдържат в 38 KHz честота.

IR прием


Приемникът се състои от фотодетектор, който развива изходен електрически сигнал при падане на светлина върху него. Изходът на детектора се филтрира с помощта на теснолентов филтър, който изхвърля всички честоти под или над носещата честота (38 KHz в този случай). След това филтрираният изход се дава на подходящото устройство като микроконтролер или микропроцесор, който управлява устройства като компютър или робот. Изходът от филтрите също може да бъде свързан към осцилоскопа за отчитане на импулсите.

Части на ИК комуникационната система:

IR трансмитер - IR сензор

Сензорите могат да се използват като част от измерването на температурата на излъчване без никакъв контакт. За различни диапазони на радиационните температури са налични различни филтри. Инфрачервеният (IR) сензор е електронно устройство, което излъчва или локализира инфрачервено лъчение, за да усети някаква част от заобикалящата го среда. Те са неоткриваеми за човешките очи.

Инфрачервеният сензор може да се счита за поляроид, който напомня накратко как се появява инфрачервеното лъчение на дадена област. Много е редовно инфрачервеният сензор да бъде координиран в индикатори за движение като тези, използвани като характеристика на частни или бизнес системи за сигурност. Инфрачервеният сензор е показан на фигура, като в основата си има два извода положителни и отрицателни. Тези сензори са неоткриваеми за човешките очи. Те могат да измерват топлината на даден обект и също така да идентифицират движението. Дължината на вълната на региона приблизително от 0,75 µm до 1000 µm е IR областта. Областта с дължина на вълната от 0,75 µm до 3 µm се нарича близка инфрачервена зона, зоната от 3 µm до 6 µm се нарича средна инфрачервена, а зоната, по-висока от 6 µm, се нарича далечна инфрачервена. IR сензорите излъчват с честота 38 KHz.

И СЕНЗОР

И СЕНЗОР

Характеристики на IR сензора:

  • Входно напрежение: 5VDC
  • Обхват на усещане: 5см
  • Изходен сигнал: аналогово напрежение
  • Излъчващ елемент: Инфрачервен светодиод

Примерна схема на взаимодействие на IR диод и фотодиод

IR сензори, използвани най-вече в радиационен термометър, газови анализатори, промишлени приложения, IR устройства за изображения, проследяване и откриване на човешкото тяло, комуникация и опасности за здравето

Ето кратко описание на IR и фото диодния сензор за превключване:
схема ir сензор

схема ir сензор

IR диод е свързан чрез съпротивление към захранването с постоянен ток. Фото диодът е свързан в обърнато положение чрез потенциален делител с 10k променливо съпротивление и 1k последователно към основата на транзистора. Докато IR лъчите падат върху обратния пристрастен фотодиод, той провежда, което причинява напрежение в основата на транзистора.

След това транзисторът работи като превключвател, докато колекторът отива на земята. След като ИЧ лъчите са възпрепятствани, задвижващото напрежение не е достъпно за транзистора, поради което неговият колектор отива високо. Тази ниска до висока логика може да се използва за входа на микроконтролера за всяко действие според програмата.

IR приемник / TSOP сензор - Характеристики и спецификации

TSOP е стандартната серия приемници за IR дистанционно управление, поддържаща всички основни кодове за предаване. Това е в състояние да приема инфрачервено лъчение, модулирано на 38 kHz. IR сензори, които сме виждали досега, работят само за малко късо разстояние до 6 см. TSOP е чувствителен към определена честота, така че обхватът му е по-добър контраст с обикновения фотодиод. Можем да го променим до 15 cm.

TSOP действа като приемник. Той има три щифта GND, Vs и OUT. GND е свързан към общото заземяване, Vs е свързан към + 5волта и OUT е свързан към изходния щифт. TSOP сензорът има вградена контролна верига за усилване на кодираните импулси от IR предавателя. Те обикновено се използват в телевизионни дистанционни приемници. Както казах по-горе, сензорите TSOP усещат само определена честота.

TSOP сензор

TSOP сензор

Характеристика:

  • Предварителният усилвател и фотодетекторът са в един пакет
  • Вътрешен филтър за PCM честота
  • Подобрена защита срещу смущения в електрическото поле
  • TTL и CMOS съвместимост
  • Изходът е активен нисък
  • Ниска консумация на енергия
  • Висок имунитет срещу околна светлина
  • Възможно е непрекъснато предаване на данни

Спецификации:

  • Захранващото напрежение е –0,3-6,0 V
  • Захранващият ток е 5 mA
  • Изходното напрежение е –0,3-6,0 V
  • Изходният ток е 5 mA
  • Температурният диапазон на съхранение е –25- + 85 ° C
  • Диапазонът на работната температура е –25- + 85 ° C

The тестване на TSOP е много проста. Те обикновено се използват в телевизионни дистанционни приемници. TSOP се състои от PIN диод и предварително усилвател вътрешно. Свържете сензора TSOP, както е показано в схемата. Светодиодът е свързан чрез съпротивление от захранването към изхода.

Схема на сензора TSOP

Схема на сензора TSOP

И тогава, когато натиснем бутона на дистанционното управление на T.V.преди сензора TSOP, ако светодиодът започне да мига, тогава нашият TSOP сензор и връзката му е правилна. Точката, когато изходът на TSOP е нисък, т.е.в момента, в който присвоява IR сигнал от източник, с централна честота 38 kHz, изходът му намалява.

Сензорът TSOP се използва в ежедневната употреба на телевизора, VCD, дистанционното управление на музикалната система. Където ИЧ лъчите се предават чрез натискане на бутон на дистанционното, които се приемат от приемника на TSOP вътре в оборудването.

Снимка:

  • Принцип на IR комуникация от sbprojects