Infračervený vysielač: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Tento článok vám ukáže, ako vytvoriť analógový infračervený vysielač.

Toto je starý obvod. V súčasnej dobe sa na prenos digitálnych signálov optickými vláknami používajú laserové diódy.

Tento obvod je možné použiť na prenos zvukového signálu prostredníctvom infračerveného žiarenia. Na detekciu prenášaného signálu budete potrebovať prijímač. Signál nie je potrebné modulovať.

Zásoby

Komponenty: výkonový tranzistor NPN BJT, chladič, izolované vodiče, maticová doska, odpor 1 kohm - 5, odpor 100 ohmov - 3 (v závislosti od množstva vysielačov, ktoré používate), bipolárny kondenzátor 100 uF, 1 megohmový potenciometer - 2, výkon zdroj (3 V alebo 4,5 V - je možné implementovať s batériami AA/AAA/C/D).

Pomôcky: odizolovač drôtu, kliešte.

Voliteľné komponenty: spájka, 1 mm kovový drôt, pasta na prenos tepla.

Voliteľné nástroje: spájkovačka, USB osciloskop.

Krok 1: Navrhnite obvod

Nezvyšujte Rb1 nad 1 kohm. V opačnom prípade tranzistor nenasýti.

Infračervený vysielač som namodeloval so štyrmi diódami. Ak má každá dióda potenciálne napätie 0,7 V, bude celkové sériové napätie 2,8 V alebo asi 3 V. Toto bol pokles napätia na mojom infračervenom vysielači.

Odpor Ra môže mať akúkoľvek hodnotu od 1 kohm do 1 megohm.

Zistil som, že pridaním hodnoty Rc do tranzistorového obvodu sa zvýši zisk tohto zosilňovača. Keď je vstupné napätie veľmi nízke, tranzistor je VYPNUTÝ, nízky predpätý prúd vstupuje do základne tranzistora pomocou Vce (napätie emitora kolektora blízko nuly). Odpor RC zvyšuje napätie Vce tranzistora, keď je tranzistor VYPNUTÝ. Môžete skúsiť hodnotu RC 10 kohmov alebo dokonca 100 kohmov a zistiť, či to zvýši zisk, pretože nízka hodnota RC (dokonca 1 kohm) vytvára vplyv na zaťaženie výstupu tranzistora. Pripojenie vysokých hodnôt odporu RC je ako nepoužívanie odporu RC vôbec.

Na rozdiel od toho, pridanie odporu RC na tranzistorové LED detektory na všeobecné účely iba znižuje zisk, a preto nebol v týchto článkoch použitý:

www.instructables.com/id/LED-Small-Signal-Detector/

www.instructables.com/id/Ultrasonic-Alien/

Najlepšie je predpokladať, že každý typ tranzistora má svoje vlastné jedinečné vlastnosti.

Krok 2: Simulácie

Simulácie PSpice vykazujú veľmi vysoký zisk, a preto som na vstup pripojil potenciometer útlmu.

Vysoké hodnoty potenciometra ovplyvňujú vysokofrekvenčnú filtračnú frekvenciu. Nepoužívajte však potenciometre pod 1 kohms. Pôsobte lepšie, ak použijete najmenej 10 kohmov, aby ste predišli možnému poškodeniu zvukového výstupu.

Krok 3: Vybudujte obvod

Použil som odpory s vysokým výkonom. Pre tento obvod nepotrebujete odpory s vysokým výkonom. Pravdepodobne Rd1 a Rd2 musia mať vysoký výkon, ak zvýšite napájacie napätie a použijete vysoko prúdové infračervené diódy.

V návrhu obvodu som špecifikoval napájanie 3 V, pretože niektoré infračervené diódy majú maximálne predpäté napätie iba 2 V. To znamená, že maximálny prúd diódy bude: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (3 V - 2 V - 0,25 V) / 100 ohmov

= 0,75 V / 100 ohmov = 7,5 mA

Diódy, ktoré som použil, však majú maximálne predpäté napätie 3 V. Preto som použil napájanie 4,5 V (nie 3 V) a maximálny prúd diódy v mojom obvodovom prúde bol:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / RC

= (4,5 V - 3 V - 0,25 V) / 100 ohmov

= 1,25 V / 100 ohmov = 12,5 mA

Krok 4: Testovanie

Zaviedol som útlm potenciometra, pretože tranzistorový zosilňovač mal veľmi vysoký zisk, čím sa saturoval výstup, ktorý nie je vhodný pre zvukové signály, ktoré vyžadujú lineárne zosilnenie a prenos.

Pripojil som purpurový kanál k jednému z uzlov infračerveného vysielača (druhý uzol je pripojený k napájaniu).

Môj generátor signálu má maximálny výkon 15 V špička alebo 30 V špička -špička. Pre vyššie uvedené grafy som však nastavil generátor signálu na minimálne nastavenia. Môj USB osciloskop zobrazuje nesprávnu mierku pre svetlo modrý kanál. Amplitúda vstupného signálu bola nastavená na vrchol 100 mV.

Môj obvod nebol testovaný s infračerveným prijímačom. Môžete to urobiť sami.