Използване на сензори TSOP17XX с персонализирани честоти

Интегралните схеми от серията TSOP17XX са специални инфрачервени сензорни устройства, създадени да реагират на определен диапазон от инфрачервени честоти и да ги преобразуват в електрически импулсен изход. По този начин той притежава надежден имунитет към други форми на IR сигнали.

Поради тази специфична работна честота на централен или честотен обхват на TSOP17XX, става трудно да се използват тези сензори за проектиране на желани или персонализирани вериги за дистанционно управление, базирани на честота.

В тази публикация ще се опитаме да разберем идея, която да позволи на тези сензори да работят с всяка желана уникална честота, така че веригата да може да бъде направена изцяло надеждна.

Основен работен принцип на сензорните модули TSOP17XX

Ако се позовем на лист с данни на TSOP17XX IR сензор откриваме, че IC има някои критични насоки за работа, за да осигури правилно и оптимално функциониране на сензора в отговор на IR сигнал.

За да се осигури правилното функциониране на сензора, ИЧ сигналът трябва да се колебае при стойността на централната честота на честотната лента на устройствата и да се модулира при импулси от 10 до 70 цикъла, с определен интервал след всеки цикъл, както е показано на следващото изображение.

Горното изображение ясно показва, че IR лъчът от Tx трябва да бъде импулсен с централната честота на IC, която обикновено е между 30kHz и 39kHx, и модулиран с импулси от 10ms интервал.

TSOP реагира на този централен честотен сигнал и задейства ВКЛ, като произвежда репликирана форма на вълната на изхода си, при което 38kHz се изравняват на импулси на обикновени квадратни вълни.

Тази сложна работна форма на вълната осигурява повишен имунитет срещу много фалшиви честоти, които могат да присъстват в атмосферата, излъчвани от крушки, като CFLs, флуоресцентни лампи и т.н.

Недостатък на сензорите TSOP17XX

Въпреки че сензорът се отличава с надеждна работа поради този сложен модел на приемане на сигнала, фиксираната централна честота за сензорите TSOP ограничава използването им само до този специфичен честотен диапазон, което прави невъзможно създаването на уникални персонализирани схеми за дистанционно управление с помощта на тези чипове.

Поради този недостатък, базираната на TSOP система за дистанционно управление обикновено може да се управлява с помощта на всеки обикновен телевизор или DVD слушалка за дистанционно управление и с помощта на някой от бутоните на контролния блок.

Въпреки това в електрониката винаги има решение за всичко и за тези сензори също можем да създадем дизайн, който ще ни позволи да използваме IC с избрана уникална честота по наш избор, така че приемникът да се превключва само чрез определена съвместима двойка Tx, и не с налична обща отдалечена слушалка.

Проектиране на уникална верига за дистанционно управление TSOP, базирана на честота

От горната дискусия разбрахме, че сензорите, базирани на TSOP, изискват импулси с честота 38kHz или определената централна честота за работа, което показва, че сигналът включва две честоти, при които централната честота е постоянна, но честотата на импулса е променлива и не е критична .

Идеята е да се улови тази честота на избухване в наша полза и да се използва филтър, който може да разпознае тази честота за задействане на изхода.

Филтърната схема може лесно да бъде проектирана с помощта на LM567 схема за декодиране на тонове и го използвайте за декодиране на определена честота на импулси от изхода на сензора TSOP от страната на приемника.

Основната концепция може да бъде видяна в следващата диаграма.

Електрическа схема

Операция на веригата

Позовавайки се на горната електрическа схема за внедряване на TSOP17XX с персонализирани честоти, виждаме, че тя се състои от 3 основни етапа:

1. етапът на сензора TSOP17XX
2. етапът на детектора на честотата, базиран на LM567
3. и базиран на IC 4017 тригер или бистабилна верига.

Етапът TSOP17XX е конфигуриран в стандартния си режим, който улавя модулираната 38kHz честота от предавателя Tx единица и създава импулсна квадратна вълна, както е посочено в първата диаграма.

Този изход от TSOP може да се очаква да носи честотата на импулсите, от която се интересуваме. Това може да бъде настроено на 1kHz, 2kHz или нещо под 10kHz.

Сега искаме нашия LM567 тон декодер да открие тази модулирана честота правилно, следователно трябва да се уверим, че R1 / C1 на LM567 етап е изчислен така, че вътрешният осцилатор да се заключи в една и съща честота, съответстваща на честотните модулационни изблици от изхода на TSOP .

След като тези параметри са зададени, можем да очакваме LM567 да се заключи веднага щом избраната честота бъде открита от изхода на TSOP78XX, докато всяка друга честота на модулация просто се отхвърля.

При откриване на коректно присвоена честота, изходът LM567 генерира съответен ниско задействащ сигнал на своя пин # 8, активирайки прикрепения входящ пин # 14 на базата на IC 4017 чрез PNP.

По този начин ние сме в състояние да присвоим различни уникални честоти, гарантиращи, че задействането на приемника е активирано само чрез съответната слушалка Tx, а не с някое общо телевизионно дистанционно управление.

Изработване на верига на персонализиран предавател (Tx)

В горната дискусия научихме как сензор TSOP17XX може да се управлява с персонализирана честота, използвайки етап на детектор на честота, но това също означава, че предавателят (Tx) също ще трябва да бъде изграден уникално за генериране на персонализирани IR сигнали.

Следващата фигура показва как това може да бъде приложено с помощта на един IC 4049 и няколко пасивни елемента:

6-те порти са от IC 4049, R3 могат да бъдат 10K резистори, докато предварителните настройки могат да бъдат 100K. Капачките C1 ще трябва да бъдат избрани с някои практически експерименти. Диодът може да бъде 1N4148, останалите резистори могат да бъдат избрани 2K2.

Както може да се види горната двойка порти заедно с R3, предварително зададена и C1 е конфигурирана като свободно работещ осцилатор, долната секция също има идентичен етап.

Горната секция се подава към междинен буферен портал, чийто изход е свързан най-накрая с IR фотодиода на предавателя.

Цялата секция е конфигурирана да генерира основната централна честота за съвместимостта на TSOP17XX, която може да варира от 32kHz до 38kHz в зависимост от характеристиките на избрания сензор.

Предполага се, че долният осцилатор е нискочестотен модулиращ етап, който може да се види интегриран с горната секция чрез диод. Тази ниска честота превключва горната висока честота, за да генерира необходимите '38kHz изблици' на IR диода на предавателя.

Тази ниска честота всъщност се превръща в нашата уникална честота или предвидената персонализирана честота на дистанционното управление, която трябва да бъде съчетана с честотата LM567, така че двете честоти да се „ръкуват“ по време на IR комуникацията между Tx и Rx блоковете.

Ниската честота може да бъде избрана от някъде между 1kHz и 10kHz и този избран диапазон трябва да бъде точно зададен за LM567 етап чрез подходящо регулиране на неговите R1 / C1 стойности.

Това завършва нашата дискусия относно това как да модифицираме схема на сензор TSOP17XX за настаняване на персонализирани специални честотни диапазони или уникално избрани честотни диапазони, за да направим системата за дистанционно управление абсолютно надеждна и лична.

Ако имате някакви съмнения по отношение на концепцията, полето за коментари е ваше!