Инфракрасный передатчик: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

В этой статье показано, как сделать аналоговый инфракрасный передатчик.

Это старая схема. В настоящее время лазерные диоды используются для передачи цифровых сигналов по оптоволоконным кабелям.

Эта схема может использоваться для передачи аудиосигнала через инфракрасный порт. Вам понадобится приемник для обнаружения передаваемого сигнала. Сигнал не нужно модулировать.

Запасы

Компоненты: силовой транзистор NPN BJT, радиатор, изолированные провода, матричная плата, резистор 1 кОм - 5, резистор 100 Ом - 3 (в зависимости от количества передатчиков, которые вы используете), биполярный конденсатор 100 мкФ, 1 МОм потенциометр - 2, мощность источник (3 В или 4,5 В - можно реализовать от батареек AA / AAA / C / D).

Инструменты: инструмент для зачистки проводов, плоскогубцы.

Дополнительные компоненты: припой, металлическая проволока 1 мм, теплопередающая паста.

Дополнительные инструменты: паяльник, USB-осциллограф.

Шаг 1: спроектируйте схему

Не увеличивайте Rb1 выше 1 кОм. В противном случае транзистор не насыщается.

Я смоделировал инфракрасный передатчик с четырьмя диодами. Если каждый диод имеет потенциальное напряжение 0,7 В, то общее последовательное напряжение будет 2,8 В или около 3 В. Это было падение напряжения на моем инфракрасном передатчике.

Резистор Ra может иметь любое значение от 1 кОм до 1 МОм.

Я обнаружил, что добавление значения Rc к схеме транзистора увеличивает коэффициент усиления этого усилителя. Когда входное напряжение очень низкое, транзистор выключен, низкий ток смещения поступает на базу транзистора с Vce (напряжение коллектора-эмиттера близко к нулю). Резистор Rc увеличивает напряжение транзистора Vce, когда транзистор выключен. Вы можете попробовать значение Rc, равное 10 кОм или даже 100 кОм, и посмотреть, увеличит ли это усиление, потому что низкое значение Rc (даже 1 кОм) влияет на нагрузку на транзисторный выход. Однако подключение резистора с высоким сопротивлением Rc - это все равно что не использовать резистор Rc вообще.

Однако добавление резистора Rc к транзисторным светодиодным детекторам общего назначения только снижает коэффициент усиления и, следовательно, НЕ используется в этих статьях:

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

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

Лучше всего предположить, что каждый тип транзистора имеет свои уникальные характеристики.

Шаг 2: Моделирование

Моделирование PSpice показывает очень высокое усиление, поэтому я подключил потенциометр затухания ко входу.

Высокие значения потенциометра влияют на частоту фильтра высоких частот. Однако не используйте потенциометры ниже 1 кОм. Фактически, лучше использовать не менее 10 кОм, чтобы избежать возможного повреждения аудиовыхода.

Шаг 3: Постройте схему

Я использовал резисторы большой мощности. Для этой схемы не требуются резисторы большой мощности. Вероятно, Rd1 и Rd2 потребуют большой мощности, если вы увеличите напряжение питания и используете сильноточные инфракрасные диоды.

Я указал источник питания 3 В в конструкции схемы, потому что некоторые инфракрасные диоды имеют максимальное напряжение прямого смещения всего 2 В. Это означает, что максимальный ток диода будет: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc.

= (3 В - 2 В - 0,25 В) / 100 Ом

= 0,75 В / 100 Ом = 7,5 мА

Однако диоды, которые я использовал, имеют максимальное напряжение прямого смещения 3 В. Вот почему я использовал источник питания 4,5 В (а не 3 В), а максимальный ток диода в моей схеме был:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (4,5 В - 3 В - 0,25 В) / 100 Ом

= 1,25 В / 100 Ом = 12,5 мА

Шаг 4: Тестирование

Я ввел затухание с помощью потенциометра, потому что транзисторный усилитель имел очень высокое усиление, тем самым насыщая выходной сигнал, что не подходит для аудиосигналов, требующих линейного усиления и передачи.

Я подключил фиолетовый канал к одному из узлов инфракрасного передатчика (второй узел подключен к источнику питания).

Мой генератор сигналов имеет максимальный выходной сигнал 15 В от пика до 30 В от пика до пика. Однако для графиков выше я установил генератор сигналов на минимальные настройки. Мой USB-осциллограф показывает неправильную шкалу для голубого канала. Амплитуда входного сигнала была установлена около 100 мВ пик.

Моя схема не тестировалась с инфракрасным приемником. Вы можете сделать это сами.