赤外線通信
電磁石の赤外線バンドはに対応します 430THz に 300GHz との波長 980nm 。この帯域での光波の伝搬は、データの通信システム(送受信用)に使用できます。この通信は、2つのポータブルデバイス間、またはポータブルデバイスと固定デバイス間で行うことができます。
赤外線通信には2つのタイプがあります
- ポイントからポイントへ :送信機と受信機の間に見通し線が必要です。言い換えれば、送信機と受信機は互いに向き合っている必要があり、それらの間に障害物があってはなりません。例は、リモートコントロール通信です。
- 拡散点 :見通し線を必要とせず、天井や屋根などの表面で送信信号を反射またはバウンスすることにより、送信機と受信機の間のリンクが維持されます。例として、ワイヤレスLAN通信システムがあります。
IR通信の利点:
- セキュリティ:赤外線通信は方向性が高く、さまざまなソースがさまざまな周波数の放射を放出するため、ソースを識別できるため、情報が拡散するリスクが排除されます。
- 安全性:赤外線は人体に害はありません。したがって、赤外線通信はどこでも使用できます。
- 高速データ通信:赤外線通信のデータレートは約1Gbpsで、ビデオ信号などの情報の送信に使用できます。
IRコミュニケーションの基本:
IR通信の原理
IR送信
回路内のIRLEDの送信機で、電気パルスが与えられるたびに赤外線を放射します。このパルスは、リモコンのボタンを押すと生成され、回路が完成し、LEDにバイアスがかかります。
バイアスされたLEDは、押されたボタンに対応する一連のパルスとして940nmの波長の光を放射します。ただし、IR LEDに加えて、人間、電球、太陽など、他の多くの赤外線光源があるため、送信される情報が妨害される可能性があります。この問題の解決策は、変調によるものです。送信信号は、38 KHzの搬送周波数(または36〜46 KHzの他の周波数)を使用して変調されます。 IR LEDは、パルスの持続時間の間、この周波数で発振するように作られています。情報または光信号はパルス幅変調され、38KHzの周波数に含まれています。
IRレセプション
受信機は、光が入射すると出力電気信号を発生する光検出器で構成されています。検出器の出力は、キャリア周波数(この場合は38 KHz)より下または上のすべての周波数を破棄する狭帯域フィルターを使用してフィルター処理されます。フィルタリングされた出力は、PCやロボットなどのデバイスを制御するマイクロコントローラーやマイクロプロセッサーなどの適切なデバイスに渡されます。フィルタからの出力をオシロスコープに接続して、パルスを読み取ることもできます。
IR通信システムの部品:
IRトランスミッター-IRセンサー
センサーは、接触することなく放射温度を測定する一部として利用できます。さまざまな放射温度範囲に対して、さまざまなフィルターを使用できます。赤外線(IR)センサーは、赤外線を放射または特定して周囲の一部を感知する電子デバイスです。それらは人間の目には検出できません。
赤外線センサーは、地域の赤外線放射がどのように現れるかを簡単に思い出すポラロイドと見なすことができます。赤外線センサーが、プライベートまたはビジネスのセキュリティシステムの機能として利用されるような動きのインジケーターに調整されることは非常に定期的です。 IRセンサーを図に示します。基本的には正と負の2つの端子があります。これらのセンサーは人間の目には検出できません。物体の熱を測定し、動きを特定することもできます。およそ0.75µmから1000 µmの領域波長がIR領域です。 0.75µmから3 µmの波長領域は近赤外線と呼ばれ、3 µmから6 µmの領域は中赤外線と呼ばれ、6 µmより高い領域は遠赤外線と呼ばれます。 IRセンサーは38KHzの周波数で放射します。
およびセンサー
IRセンサーの特徴:
- 入力電圧:5VDC
- 検出範囲:5cm
- 出力信号:アナログ電圧
- 発熱体:赤外線LED
IRダイオードとフォトダイオードのインターフェース回路の例
主に放射温度計、ガス分析装置、産業用アプリケーション、IRイメージングデバイス、追跡、人体の検出、通信、健康被害に使用されるIRセンサー
IR&フォトダイオードセンシングスイッチの簡単な説明は次のとおりです。
回路赤外線センサー
IRダイオードは、抵抗を介してDC電源に接続されます。フォトダイオードは、10kの可変抵抗と1kの直列の分圧器を介して逆バイアス状態でトランジスタのベースに接続されます。 IR光線が逆バイアスされたフォトダイオードに当たると、それが導通し、トランジスタのベースに電圧が発生します。
コレクタがグランドに接続されている間、トランジスタはスイッチのように機能します。赤外線が遮られると、トランジスタは駆動電圧を利用できなくなるため、そのコレクタは高くなります。このローからハイのロジックは、プログラムに従って任意のアクションのマイクロコントローラー入力に使用できます。
IRレシーバー/ TSOPセンサー–機能と仕様
TSOPは、すべての主要な送信コードをサポートする標準のIRリモートコントロールレシーバーシリーズです。これは、38kHzで変調された赤外線放射を受信することができます。これまでに見たIRセンサーは、6cmまでの短い距離でしか機能しません。 TSOPは特定の周波数に敏感であるため、その範囲は通常のフォトダイオードとのコントラストが高くなります。 15cmまで変更できます。
TSOPはレシーバーのように機能します。 GND、Vs、OUTの3つのピンがあります。 GNDは共通グランドに接続され、Vsは+ 5ボルトに接続され、OUTは出力ピンに接続されます。 TSOPセンサーには、IR送信機からのコード化されたパルスを増幅するための制御回路が組み込まれています。これらは一般的にテレビのリモコン受信機で使用されます。上で述べたように、TSOPセンサーは特定の周波数のみを感知します。
TSOPセンサー
特徴:
- プリアンプと光検出器の両方が単一のパッケージになっています
- PCM周波数用の内部フィルター
- 電界障害に対するシールドの改善
- TTLとCMOSの互換性
- 出力アクティブロー
- 低消費電力
- 周囲光に対する高い耐性
- 連続データ送信可能
仕様:
- 供給電圧は–0.3〜6.0Vです
- 供給電流は5mAです
- 出力電圧は–0.3〜6.0Vです
- 出力電流は5mAです
- 保管温度範囲は–25- + 85°Cです
- 動作温度範囲は–25- + 85°Cです
ザ・ TSOPのテスト とてもシンプルです。これらは一般的にテレビのリモコン受信機で使用されます。 TSOPは、内部にPINダイオードとプリアンプで構成されています。回路に示すようにTSOPセンサーを接続します。 LEDは電源から出力までの抵抗を介して接続されます。
TSOPセンサー回路
そして、TSOPセンサーの前にあるT.V.リモコンのボタンを押したときに、LEDが点滅し始めたら、TSOPセンサーとその接続は正しいです。 TSOPの出力が低い時点、つまり、中心周波数が38 kHzのソースからのIR信号を適切に処理する時点で、その出力は低くなります。
TSOPセンサーは、私たちの日常使用のTV、VCD、音楽システムのリモコンで使用されています。機器内のTSOP受信機が受信するリモコンのボタンを押すことで赤外線が送信される場所。
フォトクレジット:
- によるIR通信原理 sbprojects