日期：2023-11-07
大多數(shù)紅外接收頭在 5 米范圍內(nèi)可靠工作。如果您設(shè)計(jì)遠(yuǎn)距離紅外接收頭以在更遠(yuǎn)的范圍(例如 10 米)內(nèi)可靠運(yùn)行，則電路的復(fù)雜性會(huì)增加。要將范圍從 5 米擴(kuò)大到 10 米，您需要將發(fā)射功率增加四倍。如果您希望實(shí)現(xiàn)高度定向的紅外光束(非常窄的光束)，可以適當(dāng)?shù)厥褂眉t外激光筆作為紅外信號(hào)源。激光筆在市場(chǎng)上很容易買到。然而，由于激光筆發(fā)出的光束非常窄，您必須格外小心，以免設(shè)備的輕微震動(dòng)可能會(huì)改變光束方向并導(dǎo)致接觸不良。
紅外接收頭一、電路
這是一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，可以為您提供相當(dāng)長(zhǎng)的范圍。它使用三個(gè)串聯(lián)的紅外發(fā)射 LED(IR1 至 IR3)來(lái)增加輻射功率。此外，為了增加方向性和功率密度，您可以將 IR LED 組裝在手電筒的反射器內(nèi)。為了提高電路效率，使用了 MOSFET (BS170)，它充當(dāng)開(kāi)關(guān)，從而減少使用晶體管時(shí)產(chǎn)生的功率損耗。為了避免在“開(kāi)”/“關(guān)”操作期間出現(xiàn)電壓下降，在電池電源兩端使用了 100μF 存儲(chǔ)電容器 C2。當(dāng)紅外發(fā)射器采用普通電池供電時(shí)，其優(yōu)勢(shì)將更加明顯。電容器 C2 在“接通”操作期間提供額外的電荷。
紅外接收頭二、電容
由于MOSFET在柵極-源極端子之間表現(xiàn)出大電容，因此使用 npn-pnp Darling ton 對(duì) BC547 和 BC557(作為射極跟隨器)進(jìn)行了特殊的驅(qū)動(dòng)布置，以避免柵極驅(qū)動(dòng)輸入失真。待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(CMOS 兼容)用于調(diào)制 CD4047(IC1)生成的 38 kHz 頻率。然而，在此所示的電路中，觸摸開(kāi)關(guān)S1已用于調(diào)制和傳輸IR信號(hào)。在通用 PCB 上組裝電路。使用開(kāi)關(guān) S2 進(jìn)行電源“開(kāi)”/“關(guān)”控制。市售紅外接收器模塊(例如，TSOP1738)可用于有效接收所發(fā)送的紅外信號(hào)。
紅外接收頭三、如何工作
IR LED 是一種發(fā)射紅外輻射的發(fā)射器。這種LED具有標(biāo)準(zhǔn)LED 的外觀，并且其發(fā)出的輻射是人眼看不見(jiàn)的。紅外發(fā)射器用于檢測(cè)紅外接收器的輻射。這些紅外接收器采用光電二極管形式。紅外光電二極管與常規(guī)光電二極管的不同之處在于它們僅檢測(cè)紅外輻射。根據(jù)電壓、波長(zhǎng)、封裝和其他因素，存在不同類型的紅外接收頭。當(dāng)用作紅外發(fā)射器和接收器時(shí)，接收器的波長(zhǎng)必須與發(fā)射器的波長(zhǎng)匹配。發(fā)射器是紅外LED，接收器是紅外光電二極管。紅外光電二極管由紅外LED產(chǎn)生的紅外光激活。光電二極管的電阻和輸出電壓的變化與獲得的紅外光量成正比。這就是紅外傳感器的基本工作原理。一旦紅外發(fā)射器產(chǎn)生發(fā)射，當(dāng)它到達(dá)物體時(shí)，部分發(fā)射會(huì)反射到紅外接收頭。傳感器輸出可以由紅外接收器根據(jù)響應(yīng)的強(qiáng)度來(lái)決定。
紅外接收頭四、高頻載波信號(hào)
消費(fèi)類紅外設(shè)備使用手持遙控器中的紅外 LED 和位于設(shè)備內(nèi)部的紅外接收頭。由于陽(yáng)光和室內(nèi)環(huán)境照明會(huì)干擾任何僅觀察光水平的紅外接收頭，因此該信號(hào)會(huì)調(diào)制(即打開(kāi)和關(guān)閉)高頻載波信號(hào)。這稱為幅移鍵控 ( ASK )。通常對(duì)于 IR，頻率在 30-60Khz 范圍內(nèi)，其中 38Khz 是最常見(jiàn)的載波頻率。有一些早期的第一代熒光燈電子鎮(zhèn)流器在這個(gè)范圍內(nèi)運(yùn)行，可能會(huì)對(duì)紅外遙控器造成干擾，但在大多數(shù)情況下它運(yùn)行良好。這意味著 IR LED 發(fā)射器必須進(jìn)行調(diào)制。在 mbed 上，這可以使用 PWM 硬件來(lái)完成。紅外探測(cè)器模塊具有內(nèi)置帶通濾波器和硬件，用于解調(diào)和恢復(fù)原始信號(hào)。
紅外接收頭五、演示代碼
在演示代碼中，mbed 的 PWM 硬件提供 38Khz 載波進(jìn)行傳輸。PWM 周期設(shè)置為 1/38000。IR LED CTRL 輸入由 38Khz PWM 信號(hào)驅(qū)動(dòng)。IRLED = .5 生成 50% PWM 占空比，為載波產(chǎn)生 38Khz 方波。IR LED 上的 gnd 引腳實(shí)際上使用 mbed 的串行數(shù)據(jù)輸出來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉，從而無(wú)需任何外部數(shù)字邏輯，并且仍然允許直接使用串行端口硬件進(jìn)行 38Khz IR 數(shù)據(jù)傳輸。它比乍一看要復(fù)雜一些，因?yàn)槠鹗嘉槐仨殲榱悴拍苁?10 位串行端口輸入硬件正常工作，并且紅外接收器會(huì)反轉(zhuǎn)信號(hào)。
紅外接收頭六、演示
射頻遙控器的成本往往更高一些，范圍更遠(yuǎn)，而且不像紅外接收頭那樣只能在視線范圍內(nèi)。大多數(shù)汽車鑰匙扣的運(yùn)行頻率為 315Mhz 或 434Mhz。大多數(shù)密鑰卡系統(tǒng)都使用加密來(lái)防止偷車賊攔截和欺騙代碼。大多數(shù)遙控器都使用滾動(dòng)碼來(lái)防止簡(jiǎn)單的“重放”設(shè)備獲得訪問(wèn)權(quán)限。各國(guó)政府分配和許可射頻頻率的使用，并對(duì)功率輸出施加限制，因此使用的頻率可能因國(guó)家而異。帶有射頻模塊的最終產(chǎn)品可能需要測(cè)試和認(rèn)證。在美國(guó)，許多使用射頻的產(chǎn)品都需要貼有帶有 FCC ID 號(hào)的標(biāo)簽，可以通過(guò)搜索快速確定設(shè)備的工作頻率。
以上就是關(guān)于紅外接收頭發(fā)射功率講解的分享，相信大家在看了以上的總結(jié)之后，也已經(jīng)對(duì)這方面的知識(shí)有了一定的了解，想要了解更多關(guān)于紅外接收頭以及紅外發(fā)射管的知識(shí)資訊，可以前往官網(wǎng)的客服進(jìn)行咨詢。
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