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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Empfänger in Infrarot-Kommunikationsleitung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Infrarot-Technologie Das schematische Diagramm des Empfängers in der IR-Kommunikationsleitung ist in Abb. 61 dargestellt. XNUMX.
Hier ist DA1 ein Verstärkerformer, der den IR-Blitz, der die Fotodiode BL1 beleuchtet, in einen Spannungsimpuls mit einer Amplitude von U10 umwandelt@Uc4 (Diagramm 1 in Abb. 62). Ein einzelner Vibrator, der auf den Elementen DD1.1, DD2.1 usw. hergestellt wird, erweitert diesen Impuls * auf tf1@R2 C5@15 ms (Diagramm 2 in Abb. 62), um seinen Abfall (1) am Eingang C des Zählers DD3 und die Bildung eines "Klicks" der Dauer tf1 in einem Tongenerator zu verzögern, der auf DD2.5, DD2.6 hergestellt wurde , BF1 usw. Der Einzelvibrator DD1.3, DD2.3 usw. erzeugt einen Impuls der Dauer tf2@R4 C6@1,5 s (Diagramm 3 in Abb. 62), so dass nur in diesem Zeitintervall ein ungehindertes Zählen von Impulsen in DD3 möglich ist. Der Empfänger wird durch die Vorderseite des ersten IR-Blitzes aktiviert. Es bildet einen kurzen (tr@R6-C7) Impuls am Eingang R des Zählers DD3 (Plot 4 in Abb. 62), der den Zähler in den Vorstartzustand versetzt (entspricht 0 - Spannung mit niedrigem Pegel - an allen seinen Ausgängen) und die erste Einheit wird im Zähler mit einem Abfall eines Impulses der Dauer tf1 registriert. Empfängt der Fotodetektor darauffolgende Impulse mit einer Frequenz von 2 Hz (Recall, IR-Blitze folgen mit einer solchen Frequenz, wenn die Sensoren am Schutzobjekt nicht gestört sind), dann bleibt der Ausgang 4 (Pin 5) des Zählers DD3 auf 0, da am Anfang des vierten Impulses (er erscheint in 0,5x4=2 s - am Ende des Intervalls, das das Konto tf2 =1,5 s erlaubt) wird der Zähler DD3 in seinen ursprünglichen Zustand zurückgebracht.
Anders verhält sich der Empfänger, wenn er IR-Pulse mit einer Wiederholungsperiode von 62,5 ms empfängt, d.h. - Alarmsignal. Da 62,5x4 \u250d 2 ms < tf1,5-3 s, versetzt der vierte Impuls den Zähler DD4 in den Zustand "000100" (5; 1 erscheint an seinem Ausgang 1 - eine Spannung nahe der Versorgungsspannung), der Zähler darin Zustand wird sich selbst verriegeln (Signal 8 an Eingang 1.2 von Element DD9 macht es unempfindlich gegenüber Signalen an Eingang 1), und die rote LED HL16 wird eingeschaltet und 5-Hz-Klicks des Tongenerators bringen den Alarm zu anderen (Diagramme 6 und 62 in Abb. 1,25). Dies dauert etwa 2 s (tf0,25 -0,25), danach folgt eine Pause von XNUMX s und der Alarm wird wiederholt. Bei Verbindungsunterbrechung verhält sich der Empfänger anders. Wenn der Empfänger im Zeitintervall trev (trev = R11 C8) keinen IR-Blitz erkennt, wird der Kondensator C8 über die Schaltung VD6, R11, DD2.3 entladen, der Transistor VT1 öffnet bis zur Sättigung, die Spannung über dem Widerstand R8 von -1.4 V bis fast auf die Versorgungsspannung ansteigt, stellt sich am Ausgang des DD XNUMX eine Kleinspannung ein und der Tongenerator beginnt ein monotones Signal mit der Frequenz ftone abzugeben@1/2R14 C9. Mit dem Erscheinen des ersten IR-Blitzes lädt sich der Kondensator C8 schnell über die Schaltung R10, VD5 auf, die Tonabstrahlung stoppt und der Empfänger beginnt mit der Analyse der eingehenden Signale. Die Leiterplatte des Empfängers besteht aus doppelseitiger Glasfaserfolie 50 x 50 mm, 1,5 mm dick (Abb. 63), ebenso wie beim IR-Sender. Der Lichtkopf des IR-Empfängers (BL1, DA1 usw.), der sehr empfindlich auf elektrische Einkopplungen in einem weiten Frequenzbereich reagiert, muss abgeschirmt werden. Der Schirm besteht aus Zinn, sein Muster ist in Abb. 64. Die gestrichelten Linien hier sind die Stellen der Falten. Das gebogene Sieb wird in den Ecken gelötet, sein Boden wird eingeebnet und nachdem es in der gewünschten Position auf der Nullfolie installiert wurde (es wird durch eine gestrichelte Linie auf der Platine angezeigt), wird es an zwei oder drei Punkten daran gelötet.
Strukturell kann der IR-Empfänger wie in Abb. 65. Hier: 1 - Empfängergehäuse (schwarzes Polystyrol 2 ... 2,5 mm dick); 2 - Halter einer 7-fachen Handlupe (der Griff ist abgeschnitten); 3 - seine Linse; 4 - Leiterplatte; 5 - Bildschirm des Fotokopfes; 6 - Fotodiode FD 263-01. Der Halter der Lupe ist an die Vorderwand des Gehäuses geklebt, die ein Loch mit einem Durchmesser von 35 mm hat (Kleber - Styroporstücke gelöst in Lösungsmittel 647 oder in RS-2). Der Abstand zwischen der koaxialen Fotodiode und der Linse sollte nahe ihrer Brennweite sein. Dadurch wird der einfallende Lichtstrom auf die Fotodiode konzentriert und die Empfindlichkeit des Fotodetektors gegenüber schwachen Signalen deutlich erhöht**.
An die Empfängerhalterung werden die gleichen Anforderungen wie an die Senderhalterung gestellt: Sie muss eine bequeme Ausrichtung und eine zuverlässige Fixierung in der besten Position aufweisen. Wenn der IR-Empfänger gemäß den Kommunikationsbedingungen auf die Straße gebracht werden muss (zur Kommunikation beispielsweise mit einem Auto, das am Ende des Hauses steht, oder mit einer Wohnung am anderen Ende), ist dies der Fall besser, es in zwei Teile zu komponieren: außen, in einem feuchtigkeitsfesten Gehäuse-Haube, von der sie nur die Linse und den Frontkopf stecken, und die innere mit allem anderen. Diese Teile sind mit einem dünnen dreiadrigen Kabel verbunden ("+", "-", Pin 10 des DA1-Chips). Der Empfänger kann mit einem akustischen Sender höherer Leistung ergänzt werden, beispielsweise einem dynamischen Kopf, der wie in Abb. 66, oder die Piezo-Sirene ACT-10 (Abb. 67), die auch bei reduzierter Versorgungsspannung noch ausreichend Leistung liefert. Wie vorläufige Tests gezeigt haben, erreicht die Länge der IR-Kommunikationsleitung mit dem hier beschriebenen IR-Empfänger und -Sender 70 Meter. Eine signifikante Erhöhung kann einen Übergang bewirken Bei einem IR-Empfänger ist der Linsendurchmesser wichtiger. Mit seiner Erhöhung nimmt die Beleuchtung des p-p-Übergangs der Fotodiode zu und dementsprechend die Entfernung, aus der der IR-Blitz des Emitters an der einstellbaren Optik befestigt werden kann - wenn Sie anstelle einer festen Linse mit ihrer ungefähren Fokussierung eine verwenden Objektiv einer alten Kamera mit Fokussierung nach Entfernung, "Reichweite "Sender" kann um das 1,5- bis 2-fache oder mehr erhöht werden, indem die Helligkeit des IR-Blitzes erhöht wird.
Andererseits in Kommunikationsleitungen, die 20 ... 25 m nicht überschreiten (ein Auto oder eine "Hülle" unter den Fenstern eines 3 ... 4-stöckigen Gebäudes, ein Fenster eines Hauses auf der anderen Straßenseite , etc.), ist eine Optik im IR-Empfänger im Allgemeinen sowieso nicht erforderlich. *) Denken Sie daran, dass bei mäßiger Beleuchtung die Dauer dieses Impulses fast der Dauer des IR-Blitzes selbst entspricht. Bei intensiver Strahlung, beispielsweise von einem nahegelegenen Emitter, kann sie aufgrund der relativ langsamen "Resorption" von Ladungen im pn-Übergang der Fotodiode um das 3- bis 5-fache oder mehr ansteigen.
*) Der Öffnungswinkel des IR-Senders, dessen sogenannte Apertur, muss der IR-Diodenkeule entsprechen (siehe Abstrahlwinkel der IR-Dioden in Anlage 3). Dann "sammelt" die Linse ihre gesamte Strahlung. Veröffentlichung: cxem.net
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