תקשורת אינפרא אדום
פס אינפרא אדום של האלקטרומגנט מתאים 430 THz ל 300 GHz ואורך גל של 980 ננומטר . התפשטות גלי האור ברצועה זו יכולה לשמש למערכת תקשורת (להעברה וקליטה) של נתונים. תקשורת זו יכולה להיות בין שני מכשירים ניידים או בין מכשיר נייד למכשיר קבוע.
ישנם שני סוגים של תקשורת אינפרא אדום
- נקודה לנקודה : זה דורש קו ראייה בין המשדר למקלט. במילים אחרות יש להפנות את המשדר והמקלט זה לזה ולא אמורים להיות מכשולים ביניהם. דוגמא היא תקשורת השלט רחוק.
- נקודה מפוזרת : זה לא דורש שום קו ראייה והקישור בין המשדר למקלט מתוחזק על ידי השתקפות או הקפצה של האות המשודר על ידי משטחים כמו תקרות, גג וכו '. דוגמא היא מערכת התקשורת האלחוטית LAN.
היתרונות של תקשורת IR:
- אבטחה: לתקשורת אינפרא-אדום כיווניות גבוהה והיא יכולה לזהות את המקור מכיוון שמקורות שונים פולטים קרינה בתדרים שונים וכך מסלק את פיזור המידע.
- בטיחות: קרינת אינפרא אדום אינה מזיקה לבני אדם. מכאן שניתן להשתמש בתקשורת אינפרא אדום בכל מקום.
- תקשורת נתונים במהירות גבוהה: קצב הנתונים של תקשורת אינפרא אדום הוא בערך 1Gbps וניתן להשתמש בו לשליחת מידע כמו אות וידאו.
יסודות תקשורת IR:
עקרון תקשורת IR
שידור IR
משדר נורית IR בתוך המעגל שלה, הפולט אור אינפרא אדום לכל דופק חשמלי הניתן לו. דופק זה נוצר כאשר לוחצים על לחצן בשלט ובכך משלים את המעגל, ומספק הטיה לנורית.
נורית ה- LED המוטה פולטת אור באורך הגל של 940nm כסדרת פולסים, המקבילה לכפתור הנלחץ. אולם מכיוון שיחד עם נורית ה- IR מקורות רבים אחרים של אור אינפרא אדום כמו אנו בני האדם, נורות, שמש וכו ', ניתן להפריע למידע המועבר. פתרון לבעיה זו הוא באמצעות אפנון. האות המשודר מווסת באמצעות תדר מוביל של 38 KHz (או כל תדר אחר שבין 36 ל- 46 KHz). נורית ה- IR עשויה להתנודד בתדר זה למשך זמן הדופק. המידע או אותות האור מאופנים ברוחב הדופק ונמצאים בתדר 38 קילוהרץ.
קבלת IR
המקלט מורכב ממגוון פוטו שמפתח אות חשמלי יציאה מאחר שאור נופל עליו. הפלט של הגלאי מסונן באמצעות פילטר פס צר שמסיר את כל התדרים מתחת לתדר הספק (או במקרה זה 38 קילוהרץ). הפלט המסונן ניתן לאחר מכן למכשיר המתאים כמו מיקרו-בקר או מיקרו-מעבד השולט בהתקנים כמו מחשב או רובוט. ניתן לחבר את הפלט מהפילטרים לאוסצילוסקופ לקריאת הפולסים.
חלקי מערכת תקשורת IR:
משדר IR- חיישן IR
ניתן להשתמש בחיישנים כחלק ממדידת טמפרטורת הקרינה ללא כל מגע. לטווחי טמפרטורת קרינה שונים קיימים פילטרים שונים. חיישן אינפרא אדום (IR) הוא מכשיר אלקטרוני שמקרין או מאתר קרינת אינפרא אדום כדי לחוש חלק מסביבתו. הם לא ניתנים לגילוי לעיניים אנושיות.
חיישן אינפרא אדום יכול להיחשב פולארויד הזוכר בקצרה כיצד מופיעה קרינת האינפרא-אדום של האזור. זה מאוד קבוע כי חיישן אינפרא אדום מתואם למדדי תנועה כמו אלה המשמשים כתכונה של מערכות אבטחה פרטיות או עסקיות. חיישן IR מוצג באיור בעצם יש לו שני מסופים חיוביים ושליליים. חיישנים אלה אינם ניתנים לזיהוי בעיני האדם. הם יכולים למדוד את חום האובייקט וגם לזהות תנועה. אורך הגל של האזור בערך בין 0.75 מיקרומטר ל -1000 מיקרומטר הוא אזור ה- IR. אזור אורך הגל של 0.75 מיקרומטר עד 3 מיקרומטר נקרא אינפרא אדום קרוב, האזור מ -3 מיקרומטר עד 6 מיקרומטר נקרא אינפרא אדום באמצע והאזור הגבוה מ -6 מיקרומטר נקרא אינפרא אדום רחוק. חיישני IR נפלטים בתדר של 38 קילוהרץ.
וחיישן
תכונות של חיישן IR:
- מתח כניסה: 5VDC
- טווח חישה: 5 ס'מ
- אות יציאה: מתח אנלוגי
- אלמנט פולט: נורית אינפרא אדום
דוגמת מעגל ממשק של דיודת IR ופוטודיודה
חיישני IR משמשים בעיקר במדחום קרינה, מנתחי גז, יישומים תעשייתיים, מכשירי הדמיה IR, מעקב וגילוי גוף אדם, תקשורת ובריאות.
הנה תיאור קצר של מתג חישת דיודות IR & Photo:
מעגל ir חיישן
דיודת IR מחוברת באמצעות התנגדות לאספקת DC. דיודת צילום מחוברת במצב מוטה הפוכה באמצעות מחלק פוטנציאלי של התנגדות משתנה של 10k ו -1k בסדרה לבסיס הטרנזיסטור. בעוד שקרני ה- IR נופלות על דיודת התמונה המוטה לאחור שהיא מוליכה הגורמת למתח בבסיס הטרנזיסטור.
הטרנזיסטור פועל אז כמו מתג בזמן שהקולט הולך לקרקע. ברגע שחסימת קרני ה- IR מתח הכונן אינו זמין לטרנזיסטור ולכן הקולט שלו עולה גבוה. ניתן להשתמש בלוגיקה נמוכה עד גבוהה עבור קלט המיקרו-בקר לכל פעולה לפי התוכנית.
מקלט IR / חיישן TSOP - תכונות ומפרטים
TSOP היא סדרת המקלט המקובלת לשלט רחוק IR, התומכת בכל קודי השידור העיקריים. זה מסוגל לקבל קרינת אינפרא אדום מווסתת ב 38 קילוהרץ. חיישני IR שראינו עד כה עובדים רק למרחק קצר קטן עד 6 ס'מ. TSOP רגיש לתדר ספציפי ולכן הטווח שלו עומד בניגוד טוב יותר לדיודות צילום רגילות. אנחנו יכולים לשנות את זה עד 15 ס'מ.
TSOP מתנהג כמו מקלט. יש לו שלושה סיכות GND, Vs ו- OUT. GND מחובר לקרקע משותפת, Vs מחובר ל + 5 וולט ו- OUT מחובר לסיכת פלט. חיישן TSOP כולל מעגל בקרה מובנה להגברת הפולסים המקודדים ממשדר ה- IR. אלה משמשים בדרך כלל במקלטים מרוחקים לטלוויזיה. כפי שאמרתי לעיל חיישני TSOP חשים רק תדר מסוים.
חיישן TSOP
מאפיינים:
- מגבר הקדם הגלאם וגלאי הצילום נמצאים באריזה אחת
- פילטר פנימי לתדר PCM
- הגנה משופרת מפני הפרעה בשדה החשמלי
- תאימות TTL ו- CMOS
- התפוקה פעילה נמוכה
- צריכת חשמל נמוכה
- חסינות גבוהה מפני אור הסביבה
- העברת נתונים רציפה אפשרית
מפרטים:
- מתח האספקה הוא –0.3-6.0 וולט
- זרם האספקה הוא 5 mA
- מתח היציאה הוא –0.3-6.0 וולט
- זרם היציאה הוא 5 mA
- טווח טמפרטורת האחסון הוא –25- + 85 ° C
- טווח הטמפרטורה לפעולה הוא –25- + 85 ° C
ה בדיקת TSOP הוא מאוד פשוט. אלה משמשים בדרך כלל במקלטים מרוחקים לטלוויזיה. TSOP מורכב מדיודת PIN ומגבר קדם פנימי. חבר את חיישן ה- TSOP כפי שמוצג במעגל. נורית LED מחוברת באמצעות התנגדות מהאספקה ליציאה.
מעגל חיישן TSOP
ואז כשאנחנו לוחצים על כפתור ה- T.V. שלט רחוק מול חיישן TSOP, אם נורית LED מתחילה להבהב אז חיישן TSOP שלנו והחיבור שלו נכון. הנקודה בה התפוקה של TSOP נמוכה כלומר בזמן שהיא מיישמת אות IR ממקור, עם תדר מרכזי של 38 קילוהרץ, התפוקה שלה נמוכה.
חיישן TSOP משמש בשימוש היומיומי שלנו בטלוויזיה, VCD, השלט הרחוק של מערכת המוסיקה. כאשר קרני IR מועברות על ידי לחיצה על כפתור בשלט הרחוק שמתקבל על ידי מקלט TSOP בתוך הציוד.
קרדיט צילום:
- עקרון תקשורת IR על ידי פרויקטים sb
