Kommunikation mit Infrarot-Technologie

Infrarot-Kommunikation

Infrarotband des Elektromagneten entspricht 430THz zu 300 GHz und eine Wellenlänge von 980 nm . Die Ausbreitung von Lichtwellen in diesem Band kann für ein Kommunikationssystem (zum Senden und Empfangen) von Daten verwendet werden. Diese Kommunikation kann zwischen zwei tragbaren Geräten oder zwischen einem tragbaren Gerät und einem festen Gerät erfolgen.

Es gibt zwei Arten der Infrarotkommunikation

• Punkt zu Punkt : Es erfordert eine Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger. Mit anderen Worten, der Sender und der Empfänger sollten aufeinander gerichtet sein und es sollten keine Hindernisse zwischen ihnen bestehen. Beispiel ist die Fernbedienungskommunikation.
• Diffuser Punkt : Es ist keine Sichtlinie erforderlich, und die Verbindung zwischen Sender und Empfänger wird durch Reflektieren oder Aufprallen des übertragenen Signals auf Oberflächen wie Decken, Dach usw. aufrechterhalten. Beispiel ist das WLAN-Kommunikationssystem

Vorteile der IR-Kommunikation:

• Sicherheit: Infrarotkommunikation hat eine hohe Richtwirkung und kann die Quelle identifizieren, da verschiedene Quellen Strahlung mit unterschiedlichen Frequenzen emittieren, wodurch das Risiko der Verbreitung von Informationen beseitigt wird.
• Sicherheit: Infrarotstrahlung ist für den Menschen nicht schädlich. Daher kann die Infrarotkommunikation an jedem Ort verwendet werden.
• Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation: Die Datenrate der Infrarotkommunikation beträgt ca. 1 Gbit / s und kann zum Senden von Informationen wie Videosignalen verwendet werden.

Grundlagen der IR-Kommunikation:

IR-Kommunikationsprinzip

IR-Übertragung

Der Sender einer IR-LED in seinem Stromkreis, die für jeden an sie abgegebenen elektrischen Impuls Infrarotlicht aussendet. Dieser Impuls wird erzeugt, wenn eine Taste auf der Fernbedienung gedrückt wird, wodurch die Schaltung vervollständigt wird und die LED vorgespannt wird.

Die vorgespannte LED sendet Licht der Wellenlänge von 940 nm als eine Reihe von Impulsen aus, die der gedrückten Taste entsprechen. Da jedoch neben der IR-LED viele andere Infrarotlichtquellen wie wir Menschen, Glühbirnen, Sonne usw. vorhanden sind, können die übertragenen Informationen gestört werden. Eine Lösung für dieses Problem ist die Modulation. Das übertragene Signal wird mit einer Trägerfrequenz von 38 kHz (oder einer anderen Frequenz zwischen 36 und 46 kHz) moduliert. Die IR-LED schwingt für die Zeitdauer des Impulses mit dieser Frequenz. Die Informationen oder die Lichtsignale sind pulsbreitenmoduliert und in der Frequenz von 38 kHz enthalten.

IR-Empfang

Der Empfänger besteht aus einem Fotodetektor, der ein elektrisches Ausgangssignal entwickelt, wenn Licht auf ihn fällt. Der Ausgang des Detektors wird mit einem Schmalbandfilter gefiltert, das alle Frequenzen unterhalb oder oberhalb der Trägerfrequenz (in diesem Fall 38 kHz) verwirft. Die gefilterte Ausgabe wird dann an das geeignete Gerät wie einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor weitergeleitet, der Geräte wie einen PC oder einen Roboter steuert. Der Ausgang der Filter kann auch mit dem Oszilloskop verbunden werden, um die Impulse zu lesen.

Teile des IR-Kommunikationssystems:

IR-Sender - IR-Sensor

Die Sensoren könnten als Teil der Messung der Strahlungstemperatur ohne Kontakt verwendet werden. Für unterschiedliche Strahlungstemperaturbereiche stehen verschiedene Filter zur Verfügung. Ein Infrarotsensor (IR) ist ein elektronisches Gerät, das Infrarotstrahlung ausstrahlt oder lokalisiert, um einen Teil seiner Umgebung zu erfassen. Sie sind für menschliche Augen nicht nachweisbar.

Ein Infrarotsensor kann als Polaroid betrachtet werden, das kurz daran erinnert, wie sich die Infrarotstrahlung eines Gebiets zeigt. Es ist sehr üblich, dass ein Infrarotsensor in Bewegungsindikatoren koordiniert wird, wie sie als Merkmal privater oder geschäftlicher Sicherheitssysteme verwendet werden. Ein IR-Sensor ist in der Abbildung dargestellt. Grundsätzlich hat er zwei positive und negative Anschlüsse. Diese Sensoren sind für das menschliche Auge nicht nachweisbar. Sie können die Wärme eines Objekts messen und auch Bewegungen identifizieren. Die Wellenlänge des Bereichs von ungefähr 0,75 um bis 1000 um ist der IR-Bereich. Der Wellenlängenbereich von 0,75 um bis 3 um wird als nahes Infrarot bezeichnet, der Bereich von 3 um bis 6 um wird als mittleres Infrarot bezeichnet und der Bereich höher als 6 um wird als fernes Infrarot bezeichnet. IR-Sensoren senden mit einer Frequenz von 38 kHz aus.

UND SENSOR

Eigenschaften des IR-Sensors:

• Eingangsspannung: 5VDC
• Erfassungsbereich: 5 cm
• Ausgangssignal: analoge Spannung
• Emittierendes Element: Infrarot-LED

Beispiel einer Schnittstellenschaltung von IR-Diode und Fotodiode

IR-Sensoren, die hauptsächlich in Strahlungsthermometern, Gasanalysatoren, industriellen Anwendungen, IR-Bildgebungsgeräten, Tracking- und Erkennungs-, Kommunikations- und Gesundheitsrisiken für den menschlichen Körper verwendet werden

Hier ist eine kurze Beschreibung des IR- und Fotodioden-Erfassungsschalters:

Schaltung ir Sensor

Eine IR-Diode ist über einen Widerstand an die Gleichstromversorgung angeschlossen. Eine Fotodiode ist in einem in Sperrrichtung vorgespannten Zustand über einen Potentialteiler mit einem variablen Widerstand von 10 k und 1 k in Reihe mit der Basis des Transistors verbunden. Während die IR-Strahlen auf die in Sperrrichtung vorgespannte Fotodiode fallen, leitet sie, was eine Spannung an der Basis des Transistors verursacht.

Der Transistor arbeitet dann wie ein Schalter, während der Kollektor gegen Masse geht. Sobald die IR-Strahlen blockiert sind, steht dem Transistor die Ansteuerspannung nicht mehr zur Verfügung, so dass sein Kollektor hoch geht. Diese niedrige bis hohe Logik kann für den Mikrocontrollereingang für jede Aktion gemäß dem Programm verwendet werden.

IR-Empfänger / TSOP-Sensor - Merkmale und Spezifikationen

TSOP ist die Standard-IR-Fernbedienungsempfängerserie, die alle wichtigen Übertragungscodes unterstützt. Dies ist in der Lage, mit 38 kHz modulierte Infrarotstrahlung zu empfangen. IR-Sensoren, die wir bisher gesehen haben, arbeiten nur für kurze Strecken bis zu 6 cm. TSOP ist empfindlich gegenüber einer bestimmten Frequenz, so dass sein Bereich einen besseren Kontrast zu gewöhnlichen Fotodioden aufweist. Wir können es bis zu 15 cm ändern.

TSOP fungiert als Empfänger. Es hat drei Pins GND, Vs und OUT. GND ist mit gemeinsamer Masse verbunden, Vs ist mit +5 Volt verbunden und OUT ist mit dem Ausgangspin verbunden. Der TSOP-Sensor verfügt über eine eingebaute Steuerschaltung zur Verstärkung der codierten Impulse vom IR-Sender. Diese werden üblicherweise in TV-Fernempfängern verwendet. Wie oben erwähnt, erfassen TSOP-Sensoren nur eine bestimmte Frequenz.

TSOP-Sensor

Eigenschaften:

• Der Vorverstärker und der Fotodetektor sind beide in einem Paket enthalten
• Interner Filter für PCM-Frequenz
• Verbesserte Abschirmung gegen elektrische Feldstörungen
• TTL- und CMOS-Kompatibilität
• Ausgang aktiv niedrig
• Energieeffizient
• Hohe Störfestigkeit gegen Umgebungslicht
• Kontinuierliche Datenübertragung möglich

Spezifikationen:

• Die Versorgungsspannung beträgt –0,3-6,0 V.
• Der Versorgungsstrom beträgt 5 mA
• Die Ausgangsspannung beträgt –0,3-6,0 V.
• Der Ausgangsstrom beträgt 5 mA
• Der Lagertemperaturbereich beträgt –25- + 85 ° C.
• Der Betriebstemperaturbereich beträgt –25- + 85 ° C.

Das Testen von TSOP ist sehr einfach. Diese werden üblicherweise in TV-Fernempfängern verwendet. TSOP besteht intern aus einer PIN-Diode und einem Vorverstärker. Schließen Sie den TSOP-Sensor wie im Stromkreis gezeigt an. Eine LED wird über einen Widerstand von der Versorgung zum Ausgang angeschlossen.

TSOP-Sensorschaltung

Und wenn wir dann die Taste der TV-Fernbedienung vor dem TSOP-Sensor drücken und die LED zu blinken beginnt, sind unser TSOP-Sensor und seine Verbindung korrekt. Der Punkt, an dem der Ausgang von TSOP niedrig ist, d. H. Zu dem Zeitpunkt, an dem er das IR-Signal von einer Quelle mit einer Mittenfrequenz von 38 kHz aneignet, geht sein Ausgang niedrig.

Der TSOP-Sensor wird in der Fernbedienung unseres täglichen Fernsehgeräts, VCDs und Musiksystems verwendet. Wo IR-Strahlen durch Drücken einer Taste auf der Fernbedienung gesendet werden, die vom TSOP-Empfänger im Gerät empfangen werden.

Fotokredit:

• IR-Kommunikationsprinzip von sbprojects