Trasmettitore a infrarossi: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Questo articolo mostra come realizzare un trasmettitore analogico a infrarossi.

Questo è un vecchio circuito. Oggigiorno i diodi laser vengono utilizzati per trasmettere segnali digitali tramite fibre ottiche.

Questo circuito può essere utilizzato per trasmettere il segnale audio tramite infrarossi. Avrai bisogno di un ricevitore per rilevare il segnale trasmesso. Il segnale non ha bisogno di essere modulato.

Forniture

Componenti: transistor di potenza NPN BJT, dissipatore di calore, cavi isolati, scheda matrice, resistenza da 1 kohm - 5, resistenza da 100 ohm - 3 (a seconda della quantità di trasmettitori che si utilizzano), condensatore bipolare da 100 uF, potenziometro da 1 Megohm - 2, potenza sorgente (3 V o 4,5 V - può essere implementato con batterie AA/AAA/C/D).

Strumenti: spellafili, pinze.

Componenti opzionali: saldatura, filo metallico da 1 mm, pasta termoconduttiva.

Strumenti opzionali: saldatore, oscilloscopio USB.

Passaggio 1: progettare il circuito

Non aumentare Rb1 oltre 1 kohm. Altrimenti il transistor non si satura.

Ho modellato il trasmettitore a infrarossi con quattro diodi. Se ogni diodo ha una tensione potenziale di 0,7 V, la tensione totale della serie sarà di 2,8 V o circa 3 V. Questa era la caduta di tensione sul mio trasmettitore a infrarossi.

Il resistore Ra può avere qualsiasi valore da 1 kohm a 1 Megohm.

Ho scoperto che l'aggiunta del valore Rc al circuito a transistor ha aumentato il guadagno di questo amplificatore. Quando la tensione di ingresso è molto bassa, il transistor è spento, una bassa corrente di polarizzazione entra nella base del transistor con Vce (tensione dell'emettitore del collettore vicina allo zero). Il resistore Rc aumenta la tensione del transistor Vce quando il transistor è OFF. Puoi provare un valore Rc di 10 kohm o anche 100 kohm e vedere se questo aumenterà il guadagno perché un valore Rc basso (anche 1 kohm) crea un effetto di carico sull'uscita del transistor. Tuttavia, collegare valori di resistenza Rc elevati è come non utilizzare affatto il resistore Rc.

Tuttavia, l'aggiunta contraria della resistenza Rc ai rilevatori LED a transistor per uso generico riduce solo il guadagno e quindi NON è stata utilizzata in quegli articoli:

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

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

È meglio presumere che ogni tipo di transistor abbia le sue caratteristiche uniche.

Passaggio 2: simulazioni

Le simulazioni di PSpice mostrano un guadagno molto elevato ed è per questo che ho collegato il potenziometro di attenuazione all'ingresso.

Valori alti del potenziometro stanno influenzando la frequenza del filtro passa alto. Tuttavia, non utilizzare potenziometri inferiori a 1 kohm. Infatti è meglio usare almeno 10 kohm per evitare possibili danni all'uscita audio.

Passaggio 3: costruisci il circuito

Ho usato resistori ad alta potenza. Non hai bisogno di resistori ad alta potenza per questo circuito. Probabilmente Rd1 e Rd2 devono essere ad alta potenza se si aumenta la tensione di alimentazione e si utilizzano diodi a infrarossi ad alta corrente.

Ho specificato un'alimentazione a 3 V nella progettazione del circuito perché alcuni diodi a infrarossi hanno una tensione di polarizzazione diretta massima di soli 2 V. Ciò significa che la corrente massima del diodo sarà: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

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

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

Tuttavia, i diodi che ho usato hanno una tensione di polarizzazione diretta massima di 3 V. Questo è il motivo per cui ho usato un'alimentazione di 4,5 V (non 3 V) e la corrente massima del diodo nel mio circuito era:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

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

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

Passaggio 4: test

Ho introdotto l'attenuazione del potenziometro perché l'amplificatore a transistor aveva un guadagno molto alto, saturando così l'uscita che non è appropriata per segnali audio che richiedono amplificazione e trasmissione lineari.

Ho collegato il canale viola ad uno dei nodi del trasmettitore infrarossi (il secondo nodo è collegato all'alimentazione).

Il mio generatore di segnale ha un'uscita massima di 15 V picco o 30 V picco-picco. Tuttavia, per i grafici sopra ho impostato il generatore di segnale alle impostazioni minime. Il mio oscilloscopio USB mostra la scala sbagliata per il canale azzurro. L'ampiezza del segnale in ingresso è stata impostata a circa 100 mV di picco.

Il mio circuito non è stato testato con il ricevitore a infrarossi. Puoi farlo da solo.