การสื่อสารโดยใช้เทคโนโลยีอินฟราเรด

การสื่อสารอินฟราเรด

แถบอินฟราเรดของแม่เหล็กไฟฟ้าสอดคล้องกับ 430THz ถึง 300GHz และความยาวคลื่นของ 980 นาโนเมตร . การแพร่กระจายของคลื่นแสงในแถบนี้สามารถใช้สำหรับระบบสื่อสาร (สำหรับการส่งและรับข้อมูล) การสื่อสารนี้อาจเป็นระหว่างอุปกรณ์พกพาสองเครื่องหรือระหว่างอุปกรณ์พกพาและอุปกรณ์คงที่

การสื่อสารอินฟราเรดมีสองประเภท

• จุดต่อจุด : ต้องมีเส้นนำสายตาระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเครื่องส่งและเครื่องรับควรชี้เข้าหากันและไม่ควรมีสิ่งกีดขวางระหว่างกัน ตัวอย่างคือการสื่อสารด้วยรีโมทคอนโทรล
• จุดกระจาย : ไม่ต้องใช้สายตาใด ๆ และการเชื่อมโยงระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับจะได้รับการดูแลโดยการสะท้อนหรือตีกลับของสัญญาณที่ส่งผ่านพื้นผิวเช่นเพดานหลังคา ฯลฯ ตัวอย่างคือระบบสื่อสาร LAN ไร้สาย

ข้อดีของการสื่อสาร IR:

• ความปลอดภัย: การสื่อสารด้วยอินฟราเรดมีทิศทางที่สูงและสามารถระบุแหล่งที่มาได้เนื่องจากแหล่งกำเนิดต่าง ๆ ปล่อยรังสีที่มีความถี่ต่างกันดังนั้นความเสี่ยงที่ข้อมูลจะแพร่กระจายจะถูกกำจัด
• ความปลอดภัย: รังสีอินฟราเรดไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ ดังนั้นจึงสามารถใช้การสื่อสารอินฟราเรดได้ทุกที่
• การสื่อสารข้อมูลความเร็วสูง: อัตราข้อมูลของการสื่อสารอินฟราเรดอยู่ที่ประมาณ 1Gbps และสามารถใช้ในการส่งข้อมูลเช่นสัญญาณวิดีโอ

พื้นฐานการสื่อสาร IR:

หลักการสื่อสาร IR

การส่งสัญญาณ IR

เครื่องส่งสัญญาณ IR LED ภายในวงจรซึ่งจะปล่อยแสงอินฟราเรดสำหรับทุกพัลส์ไฟฟ้าที่ให้มา พัลส์นี้ถูกสร้างขึ้นเมื่อกดปุ่มบนรีโมทจึงเสร็จสิ้นวงจรโดยให้อคติกับ LED

ไฟ LED ที่มีความเอนเอียงจะปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่น 940 นาโนเมตรเป็นชุดของพัลส์ซึ่งสอดคล้องกับปุ่มที่กด อย่างไรก็ตามเนื่องจาก IR LED แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดอื่น ๆ อีกมากมายเช่นมนุษย์เราหลอดไฟดวงอาทิตย์ ฯลฯ ข้อมูลที่ส่งผ่านสามารถถูกแทรกแซงได้ วิธีแก้ปัญหานี้คือการมอดูเลต สัญญาณที่ส่งจะถูกมอดูเลตโดยใช้ความถี่ของพาหะที่ 38 KHz (หรือความถี่อื่น ๆ ระหว่าง 36 ถึง 46 KHz) IR LED ถูกสร้างขึ้นเพื่อสั่นที่ความถี่นี้ในช่วงเวลาของพัลส์ ข้อมูลหรือสัญญาณไฟเป็นแบบมอดูเลตความกว้างพัลส์และมีอยู่ในความถี่ 38 KHz

แผนกต้อนรับ IR

เครื่องรับประกอบด้วยเครื่องตรวจจับแสงซึ่งพัฒนาสัญญาณไฟฟ้าเอาท์พุตเมื่อแสงตกกระทบ เอาต์พุตของเครื่องตรวจจับจะถูกกรองโดยใช้ฟิลเตอร์วงแคบที่ละทิ้งความถี่ทั้งหมดที่อยู่ต่ำกว่าหรือสูงกว่าความถี่พาหะ (38 KHz ในกรณีนี้) จากนั้นเอาต์พุตที่กรองแล้วจะถูกมอบให้กับอุปกรณ์ที่เหมาะสมเช่นไมโครคอนโทรลเลอร์หรือไมโครโปรเซสเซอร์ที่ควบคุมอุปกรณ์เช่นพีซีหรือหุ่นยนต์ เอาต์พุตจากฟิลเตอร์ยังสามารถเชื่อมต่อกับออสซิลโลสโคปเพื่ออ่านพัลส์

ส่วนต่างๆของระบบสื่อสาร IR:

IR Transmittor- เซ็นเซอร์ IR

เซ็นเซอร์สามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของการวัดอุณหภูมิการแผ่รังสีโดยไม่ต้องสัมผัสใด ๆ สำหรับช่วงอุณหภูมิการแผ่รังสีที่แตกต่างกันมีตัวกรองต่างๆ เซ็นเซอร์อินฟราเรด (IR) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่แผ่รังสีหรือระบุตำแหน่งของรังสีอินฟราเรดเพื่อตรวจจับบางส่วนของสภาพแวดล้อม พวกมันไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยสายตามนุษย์

เซ็นเซอร์อินฟราเรดอาจถือได้ว่าเป็นโพลารอยด์ที่จำสั้น ๆ ว่าการแผ่รังสีอินฟราเรดของพื้นที่แสดงขึ้นมาอย่างไร เป็นเรื่องปกติมากที่เซ็นเซอร์อินฟราเรดจะประสานเข้ากับตัวบ่งชี้การเคลื่อนไหวเช่นเดียวกับที่ใช้เป็นคุณลักษณะของระบบรักษาความปลอดภัยส่วนตัวหรือธุรกิจ เซ็นเซอร์ IR แสดงในรูปโดยทั่วไปมีสองขั้วเป็นบวกและลบ เซ็นเซอร์เหล่านี้ไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยสายตาของมนุษย์ สามารถวัดความร้อนของวัตถุและระบุการเคลื่อนไหวได้ด้วย ความยาวคลื่นของพื้นที่โดยประมาณตั้งแต่ 0.75µm ถึง 1,000 µm คือพื้นที่ IR ย่านความยาวคลื่น 0.75µm ถึง 3 µm เรียกว่าอินฟราเรดระยะใกล้บริเวณตั้งแต่ 3 µm ถึง 6 µm เรียกว่าอินฟราเรดกลางและบริเวณที่สูงกว่า 6 µm เรียกว่าอินฟราเรดไกล เซ็นเซอร์ IR ปล่อยความถี่ 38 KHz

และเซ็นเซอร์

คุณสมบัติของเซ็นเซอร์ IR:

• แรงดันไฟฟ้าอินพุต: 5VDC
• ช่วงการตรวจจับ: 5 ซม
• สัญญาณขาออก: แรงดันไฟฟ้าอนาล็อก
• องค์ประกอบเปล่งแสง: LED อินฟราเรด

ตัวอย่างวงจรเชื่อมต่อของไดโอด IR และโฟโตไดโอด

เซ็นเซอร์ IR ส่วนใหญ่ใช้ในเครื่องวัดอุณหภูมิเครื่องวัดอุณหภูมิเครื่องวิเคราะห์ก๊าซงานอุตสาหกรรมอุปกรณ์ถ่ายภาพ IR การติดตามและการตรวจจับร่างกายมนุษย์การสื่อสารและอันตรายต่อสุขภาพ

คำอธิบายสั้น ๆ ของสวิตช์ตรวจจับ IR & Photo diode:

เซ็นเซอร์วงจร ir

ไดโอด IR เชื่อมต่อผ่านความต้านทานต่อแหล่งจ่ายไฟ DC โฟโต้ไดโอดเชื่อมต่อในสภาพที่มีอคติย้อนกลับผ่านตัวแบ่งศักย์ของความต้านทานตัวแปร 10k และ 1k ต่ออนุกรมกับฐานของทรานซิสเตอร์ ในขณะที่รังสี IR ตกบนโฟโตไดโอดแบบย้อนกลับจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์จะทำงานเหมือนสวิตช์ในขณะที่ตัวเก็บรวบรวมลงกราวด์ เมื่อรังสี IR ถูกขัดขวางแรงดันไฟฟ้าในการขับขี่จะไม่สามารถใช้ได้กับทรานซิสเตอร์ดังนั้นตัวสะสมของมันจะสูง ตรรกะต่ำไปสูงนี้สามารถใช้สำหรับอินพุตไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับการดำเนินการใด ๆ ตามโปรแกรม

ตัวรับสัญญาณ IR / เซ็นเซอร์ TSOP - คุณสมบัติและข้อมูลจำเพาะ

TSOP เป็นซีรีส์ตัวรับสัญญาณรีโมทคอนโทรล IR มาตรฐานซึ่งรองรับรหัสการส่งหลักทั้งหมด ซึ่งสามารถรับรังสีอินฟราเรดมอดูเลตที่ 38 kHz เซ็นเซอร์ IR ที่เราเห็นจนถึงตอนนี้ทำงานได้ในระยะสั้น ๆ ถึง 6 ซม. TSOP มีความไวต่อความถี่เฉพาะดังนั้นช่วงจึงมีความเปรียบต่างกับไดโอดภาพถ่ายธรรมดา ปรับเปลี่ยนได้สูงถึง 15 ซม.

TSOP ทำหน้าที่เหมือนเครื่องรับ มีสามพิน GND, Vs และ OUT GND เชื่อมต่อกับกราวด์ทั่วไป Vs เชื่อมต่อกับ + 5volts และ OUT เชื่อมต่อกับขาเอาต์พุต เซ็นเซอร์ TSOP มีวงจรควบคุมในตัวสำหรับขยายพัลส์ที่เข้ารหัสจากเครื่องส่งสัญญาณ IR สิ่งเหล่านี้มักใช้ในเครื่องรับรีโมททีวี ดังที่ฉันได้กล่าวไว้ข้างต้นเซ็นเซอร์ TSOP จะรับรู้เฉพาะความถี่เท่านั้น

TSOP เซนเซอร์

คุณสมบัติ:

• เครื่องปรีแอมพลิไฟเออร์และเครื่องตรวจจับภาพถ่ายทั้งคู่อยู่ในแพ็คเกจเดียว
• ตัวกรองภายในสำหรับความถี่ PCM
• ปรับปรุงการป้องกันจากการรบกวนของสนามไฟฟ้า
• เข้ากันได้กับ TTL และ CMOS
• เอาต์พุตทำงานต่ำ
• การใช้พลังงานต่ำ
• มีภูมิคุ้มกันสูงต่อแสงโดยรอบ
• สามารถรับส่งข้อมูลได้อย่างต่อเนื่อง

ข้อมูลจำเพาะ:

• การจ่ายแรงดันคือ –0.3-6.0 V
• อุปทานในปัจจุบันคือ 5 mA
• แรงดันขาออกคือ –0.3-6.0 V
• กระแสไฟขาออกคือ 5 mA
• ช่วงอุณหภูมิในการจัดเก็บคือ –25- + 85 ° C
• ช่วงอุณหภูมิในการทำงานคือ –25- + 85 ° C

การทดสอบ TSOP ง่ายมาก สิ่งเหล่านี้มักใช้ในเครื่องรับรีโมททีวี TSOP ประกอบด้วย PIN diode และ pre-amplifier ภายใน เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ TSOP ตามที่แสดงในวงจร LED เชื่อมต่อผ่านความต้านทานจากแหล่งจ่ายไปยังเอาต์พุต

วงจรเซนเซอร์ TSOP

จากนั้นเมื่อเรากดปุ่มของ T.V. รีโมทคอนโทรลที่ด้านหน้าของเซ็นเซอร์ TSOP หาก LED เริ่มกะพริบแสดงว่าเซ็นเซอร์ TSOP ของเราและการเชื่อมต่อถูกต้อง จุดที่เอาต์พุตของ TSOP ต่ำนั่นคือในเวลาที่เหมาะสมกับสัญญาณ IR จากแหล่งสัญญาณที่มีความถี่กลาง 38 kHz เอาต์พุตจะต่ำ

เซ็นเซอร์ TSOP ใช้ในรีโมทคอนโทรลของทีวี, VCD, ระบบเพลง ในกรณีที่รังสี IR ถูกส่งโดยการกดปุ่มบนรีโมทซึ่งรับโดยตัวรับ TSOP ภายในอุปกรณ์

เครดิตภาพ:

• หลักการสื่อสาร IR โดย sbprojects