カスタマイズされた周波数でのTSOP17XXセンサーの使用

TSOP17XXシリーズICは、特定の範囲の赤外線周波数に応答し、それを電気パルス出力に変換するために構築された特別な赤外線センサーデバイスです。したがって、他の形式のIR信号に対する絶対確実な耐性を備えています。

TSOP17XXのこの特定のセンターまたはバンドパス動作周波数により、これらのセンサーを使用して、目的のまたはカスタマイズされた周波数ベースのリモート制御回路を設計することが困難になります。

この投稿では、これらのセンサーを任意の固有の周波数で動作させて、回路を完全に確実なものにするためのアイデアを見つけようとします。

TSOP17XXセンサーモジュールの基本的な動作原理

私たちが参照する場合 TSOP17XXIRセンサーのデータシート ICには、IR信号に応答してセンサーが正しく最適に機能することを保証するための重要な操作ガイドラインがあることがわかりました。

センサーが正しく機能するためには、次の図に示すように、IR信号をデバイスのバンドパス中心周波数値で発振し、各サイクル後に一定のギャップを空けて10〜70サイクルのバーストで変調する必要があります。

上の画像は、TxからのIRビームが、ICの中心周波数（一般に30kHz〜39kHx）でパルス化され、10msのギャップのバーストで変調される必要があることを明確に示しています。

TSOPはこの中心周波数信号に応答し、ONをトリガーして、出力で複製された波形を生成します。38kHzは、通常の方形波パルスのバーストに平準化されます。

この複雑な動作波形により、電球、電球型蛍光灯、蛍光灯などから発せられる大気中に存在する可能性のある多くのスプリアス周波数に対する耐性が向上します。

TSOP17XXセンサーの欠点

この複雑な信号受信パターンにより、センサーは絶対確実な動作を備えていますが、TSOPセンサーの固定中心周波数は、この特定の周波数範囲のみに使用を制限し、これらのチップを使用して独自のカスタマイズされたIRリモート制御回路を作成することは不可能です。

この欠点のため、TSOPベースのリモートコントロールシステムは、通常、一般的なTVまたはDVDリモートコントロールハンドセットを使用し、コントロールユニットのボタンを使用して操作できます。

ただし、電子機器では常にすべての回避策があり、これらのセンサーについても、特定の互換性のあるTxペアを介してのみ受信機が切り替わるように、選択した一意の周波数でICを使用できるようにする設計を作成できます。利用可能な一般的なリモートハンドセットではありません。

独自の周波数ベースのTSOPリモートコントロール回路の設計

上記の説明から、TSOPベースのセンサーは38kHz周波数のバースト、または動作するために指定された中心周波数を必要とすることがわかりました。これは、信号に中心周波数は一定であるがバースト周波数は可変であり、重要ではない2つの周波数が含まれることを示します。 。

アイデアは、私たちに有利にこのバースト周波数をキャプチャし、出力をトリガーするためにこの周波数を認識する可能性のあるフィルタを使用することです。

フィルタ回路は、 LM567トーンデコーダ回路 、受信機側のTSOPセンサー出力から特定のバースト周波数をデコードするために使用します。

基本的な概念は、次の図で確認できます。

回路図

回路動作

カスタマイズされた周波数でTSOP17XXを実装するための上記の回路図を参照すると、3つの基本的な段階で構成されていることがわかります。

1. TSOP17XXセンサーステージ
2. LM567ベースの周波数検出器ステージ
3. IC4017ベースのフリップフロップまたは双安定回路ステージ。

TSOP17XXステージは標準モードで構成されており、送信機のTxユニットから変調された38kHz周波数をピックアップし、最初の図に示すようにパルス方形波を生成します。

TSOPからのこの出力は、関心のあるバースト周波数を運ぶことが期待できます。これは、1kHz、2kHz、または10kHz未満に設定できます。

ここで、LM567トーンデコーダステージでこの変調周波数を正しく検出する必要があるため、内部発振器がTSOP出力からの変調周波数バーストと一致する同じ周波数にロックされるようにLM567ステージのR1 / C1が計算されていることを確認する必要があります。 。

これらのパラメータを設定すると、TSOP78XX出力から選択した周波数が検出されるとすぐにLM567がオンになり、他の変調周波数は単に拒否されます。

正しく割り当てられた周波数を検出すると、LM567出力はピン＃8で対応するロートリガー信号を生成し、PNPを介して接続されたIC 4017ベースのフリップフロップ入力ピン＃14をアクティブにします。

このようにして、異なる固有の周波数を割り当てることができ、受信機のトリガーが、一般的なTVリモコンユニットではなく、一致するTxハンドセットを介してのみ有効になるようにします。

カスタマイズされた送信機（Tx）回路の作成

上記の説明では、周波数検出器ステージを使用してTSOP17XXセンサーをカスタマイズされた周波数で操作する方法を学びましたが、これは、カスタマイズされたIR信号を生成するために送信機（Tx）も独自に構築する必要があることも意味します。

次の図は、単一のIC4049といくつかの受動素子を使用してこれを実装する方法を示しています。

6つのゲートはすべてIC4049からのもので、R3は10K抵抗、プリセットは100Kにすることができます。 C1キャップは、いくつかの実際的な実験で選択する必要があります。ダイオードは1N4148にすることができ、残りの抵抗は2K2を選択することができます。

ご覧のとおり、R3、プリセット、C1とともに上部のゲートのペアは自走発振器として構成されており、下部のセクションにも同じステージがあります。

上部は中間バッファゲートに供給され、その出力は最終的に送信機のIRフォトダイオードに接続されます。

セクション全体は、TSOP17XX互換性のための基本的な中心周波数を生成するように構成されています。これは、選択したセンサーの仕様に応じて32kHzから38kHzの範囲になります。

下部の発振器は、ダイオードを介して上部と統合されているのを見ることができる低周波数変調ステージであると想定されています。この低周波数は、高周波数を切り替えて、IR送信機ダイオードに必要な「38kHzバースト」を生成します。

この低周波数は、実際には私たち独自の周波数、またはLM567周波数と一致させる必要のあるカスタマイズされたリモートコントロール周波数になり、TxユニットとRxユニット間のIR通信中に両方の周波数が「握手」します。

低周波数は1kHzから10kHzの間のどこからでも選択でき、この選択された範囲は、R1 / C1値を適切に調整することにより、LM567ステージに対して正確に設定する必要があります。

これで、カスタマイズされた特別な周波数範囲または独自に選択された周波数範囲に対応するためにTSOP17XXセンサー回路を変更して、リモートコントロールシステムを完全に確実で個人的なものにする方法に関する説明は終わりです。

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