Infracrveni odašiljač: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Ovaj članak prikazuje kako napraviti infracrveni analogni odašiljač.

Ovo je stari krug. Danas se laserske diode koriste za prijenos digitalnih signala putem optičkih vlakana.

Ovaj se krug može koristiti za prijenos audio signala putem infracrvene veze. Trebat će vam prijemnik za otkrivanje prenesenog signala. Signal ne treba modulirati.

Pribor

Komponente: NPN BJT tranzistor za napajanje, hladnjak, izolirane žice, matrična ploča, 1 kohm otpornik - 5, otpornik 100 ohma - 3 (ovisno o količini odašiljača koje koristite), bipolarni kondenzator od 100 uF, potenciometar od 1 Megohma - 2, snaga izvor (3 V ili 4,5 V - može se implementirati s AA/AAA/C/D baterijama).

Alati: skidač žice, kliješta.

Dodatne komponente: lemljenje, metalna žica od 1 mm, pasta za prijenos topline.

Dodatni alati: lemilica, USB osciloskop.

Korak 1: Dizajnirajte krug

Nemojte povećavati Rb1 iznad 1 kohm. Inače tranzistor neće zasititi.

Modelirao sam infracrveni odašiljač s četiri diode. Ako svaka dioda ima potencijalni napon od 0,7 V tada će ukupni serijski napon biti 2,8 V ili oko 3 V. To je bio pad napona na mom infracrvenom odašiljaču.

Ra otpornik može biti bilo koje vrijednosti od 1 kohm do 1 Megohm.

Otkrio sam da se dodavanjem vrijednosti Rc u krug tranzistora povećava dobitak ovog pojačala. Kada je ulazni napon vrlo nizak, tranzistor je isključen, niska struja prelaska ulazi u bazu tranzistora s Vce (napon odašiljača kolektora blizu nule). Otpornik Rc povećava napon tranzistora Vce kada je tranzistor isključen. Možete isprobati vrijednost Rc od 10 koma ili čak 100 koma i vidjeti hoće li to povećati dobitak jer niska vrijednost Rc (čak 1 kohm) utječe na opterećenje na izlazu tranzistora. Međutim, povezivanje visokih vrijednosti Rc otpornika je kao da uopće ne koristite Rc otpornik.

Međutim, suprotno, dodavanje Rc otpornika tranzistorskim LED detektorima opće namjene samo smanjuje pojačanje i stoga se NE koristi u tim člancima:

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

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

Najbolje je pretpostaviti da svaki tip tranzistora ima svoje jedinstvene karakteristike.

Korak 2: Simulacije

PSpice simulacije pokazuju vrlo visok dobitak i zato sam spojio potenciometar slabljenja na ulaz.

Visoke vrijednosti potenciometra utječu na frekvenciju visokopropusnog filtra. Međutim, nemojte koristiti potenciometre ispod 1 kohms. Zapravo bolje koristite najmanje 10 kohma kako biste izbjegli moguće oštećenje audio izlaza.

Korak 3: Izgradite krug

Koristio sam otpornike velike snage. Za ovaj krug vam nisu potrebni otpornici velike snage. Vjerojatno Rd1 i Rd2 trebaju biti velike snage ako podignete napon napajanja i koristite visokostrujne infracrvene diode.

Naveo sam napajanje od 3 V u dizajnu kruga jer neke infracrvene diode imaju maksimalni napon prednaprezanja od samo 2 V. To znači da će maksimalna struja diode biti: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (3 V - 2 V - 0.25 V) / 100 ohma

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

Međutim, diode koje sam koristio imaju maksimalni napon prednapona prema naprijed 3 V. Zbog toga sam koristio napajanje od 4,5 V (ne 3 V), a maksimalna struja diode u struji kruga bila je:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

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

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

Korak 4: Testiranje

Uveo sam slabljenje potenciometra jer je tranzistorsko pojačalo imalo vrlo veliki dobitak, čime je zasićen izlaz koji nije prikladan za audio signale koji zahtijevaju linearno pojačanje i prijenos.

Spojio sam ljubičasti kanal na jedan od čvorova infracrvenog odašiljača (drugi čvor je spojen na napajanje).

Moj generator signala ima maksimalni izlaz od 15 V na vrh ili 30 V na vrh. Međutim, za gornje grafikone postavio sam generator signala na minimalne postavke. Moj USB osciloskop prikazuje pogrešnu ljestvicu za svijetloplavi kanal. Amplituda ulaznog signala postavljena je na vrh od 100 mV.

Moj sklop nije testiran infracrvenim prijemnikom. Ovo možete sami napraviti.