Infraroodzender: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Dit artikel laat zien hoe je een infrarood analoge zender maakt.

Dit is een oude schakeling. Tegenwoordig worden laserdiodes gebruikt om digitale signalen via optische vezels te verzenden.

Deze schakeling kan worden gebruikt om audiosignalen via infrarood te verzenden. U hebt een ontvanger nodig om het verzonden signaal te detecteren. Het signaal hoeft niet te worden gemoduleerd.

Benodigdheden

Componenten: NPN BJT vermogenstransistor, koellichaam, geïsoleerde draden, matrixbord, 1 kohm weerstand - 5, 100 ohm weerstand - 3 (afhankelijk van de hoeveelheid zenders die u gebruikt), 100 uF bipolaire condensator, 1 megohm potentiometer - 2, voeding bron (3 V of 4,5 V - kan worden geïmplementeerd met AA/AAA/C/D-batterijen).

Gereedschap: draadstripper, tang.

Optionele componenten: soldeer, 1 mm metaaldraad, warmteoverdrachtspasta.

Optioneel gereedschap: soldeerbout, USB-oscilloscoop.

Stap 1: Ontwerp het circuit

Verhoog Rb1 niet boven 1 kohm. Anders zal de transistor niet verzadigen.

Ik heb de infraroodzender gemodelleerd met vier diodes. Als elke diode een potentiële spanning van 0,7 V heeft, dan is de totale seriespanning 2,8 V of ongeveer 3 V. Dit was de spanningsval over mijn infraroodzender.

De Ra-weerstand kan elke waarde hebben van 1 kohm tot 1 Megohm.

Ik ontdekte dat het toevoegen van de Rc-waarde aan het transistorcircuit de versterking van deze versterker verhoogde. Wanneer de ingangsspanning erg laag is, is de transistor UIT, een lage voorspanningsstroom komt de transistorbasis binnen met Vce (collectoremitterspanning bijna nul). De Rc-weerstand verhoogt de transistor Vce-spanning wanneer de transistor UIT is. U kunt een Rc-waarde van 10 kohm of zelfs 100 kohm proberen en kijken of dit de versterking zal vergroten, omdat een lage Rc-waarde (zelfs 1 kohm) een belastingseffect op de transistoruitgang veroorzaakt. Het aansluiten van hoge Rc-weerstandswaarden is echter alsof je de Rc-weerstand helemaal niet gebruikt.

Het integendeel toevoegen van een Rc-weerstand aan transistor-LED-detectoren voor algemene doeleinden vermindert echter alleen de versterking en werd dus NIET in die artikelen gebruikt:

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

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

Het is het beste om aan te nemen dat elk type transistor zijn eigen unieke kenmerken heeft.

Stap 2: Simulaties

PSpice-simulaties laten een zeer hoge winst zien en daarom heb ik de verzwakkingspotentiometer op de ingang aangesloten.

Hoge potentiometerwaarden beïnvloeden de frequentie van het hoogdoorlaatfilter. Gebruik echter geen potentiometers onder 1 kohm. Het is zelfs beter om ten minste 10 kohm te gebruiken om mogelijke schade aan de audio-uitvoer te voorkomen.

Stap 3: Bouw het circuit

Ik heb hoogvermogen weerstanden gebruikt. Voor deze schakeling heb je geen hoogvermogenweerstanden nodig. Waarschijnlijk hebben Rd1 en Rd2 een hoog vermogen nodig als je de voedingsspanning verhoogt en infrarooddiodes met hoge stroomsterkte gebruikt.

Ik heb een voeding van 3 V gespecificeerd in het circuitontwerp omdat sommige infrarooddiodes een maximale voorwaartse voorspanning hebben van slechts 2 V. Dat betekent dat de maximale diodestroom zal zijn: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

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

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

De diodes die ik gebruikte hebben echter een maximale voorwaartse voorspanning van 3 V. Daarom heb ik een voeding van 4,5 V (niet 3 V) gebruikt en de maximale diodestroom in mijn circuitstroom was:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

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

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

Stap 4: Testen

Ik heb de potentiometerverzwakking geïntroduceerd omdat de transistorversterker een zeer hoge versterking had, waardoor de uitvoer verzadigd werd die niet geschikt is voor audiosignalen die lineaire versterking en transmissie vereisen.

Ik heb het paarse kanaal aangesloten op een van de infraroodzenderknooppunten (het tweede knooppunt is aangesloten op de voeding).

Mijn signaalgenerator heeft een maximale output van 15 V piek of 30 V piek tot piek. Voor de bovenstaande grafieken zet ik de signaalgenerator echter op minimale instellingen. Mijn USB-oscilloscoop toont de verkeerde schaal voor het lichtblauwe kanaal. De amplitude van het ingangssignaal was ingesteld op een piek van 100 mV.

Mijn circuit is niet getest met infraroodontvanger. Dit kun je zelf maken.