Sv1ca-4.ru

Строй журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Прямой ток инфракрасного светодиода

ИК светодиоды: область применения, разновидности и основные технические характеристики

Инфракрасный (ИК) излучающий диод представляет собой полупроводниковый прибор, рабочий спектр которого расположен в ближней области инфракрасного излучения: от 760 до 1400 нм. В интернете часто встречается термин «ИК светодиод», хотя свет, видимый человеческим глазом, он не излучает. То есть в рамках физической оптики этот термин неверен, в широком же смысле название применимо. Стоит отметить, что во время работы некоторых ИК излучающих диодов можно наблюдать слабое красное свечение, что объясняется размытостью спектральной характеристики на границе с видимым диапазоном.

Не стоит путать ИК светодиоды с лазерными диодами инфракрасного излучения. Принцип действия и технические параметры этих приборов сильно отличаются.

Разновидности ИК излучающих диодов

На современном рынке радиодеталей светодиодные излучатели представлены в достаточно широком ассортименте. Существует несколько десятков позиций, различающихся по следующим основным параметрам:

  1. Мощности излучаемого потока света (или, как вариант, наибольшему проходящему через лэд-кристалл току).
  2. Прямому назначению.
  3. Форм-фактору.

Инфракрасные светодиоды светосилой до 100 мВт работают на номинале тока, не превышающем значение в 50 мА. Импортные аналоги несколько отличаются от отечественных. Их лед-кристаллы заключены в 3- или 5-милиметровый корпус овальной формы. Внешне они похожи на стандартный led-элемент с двумя выводами. По цвету линзы модели различаются от чисто прозрачного до желтого и голубого оттенка.

Российские компании уже много лет изготавливают инфракрасные светодиоды в характерном мини-корпусе. Примером являются экземпляры: 3Л107А или АЛ118А. В противоположность им более мощные версии диодов производят на DIP-матрице по технологии smd, как например, модель SFH4715S линейки Osram.

Обратите внимание! Ввиду того, что ИК диод излучает в незаметном невооруженному глазу диапазоне, проверить его работоспособность можно посредством изображения, полученного съемкой цифровой видеокамеры, например, через мобильный телефон.

На сколько вольт бывают светодиоды

Параметры светодиодов большей частью зависят от материала, из которого изготовлен p-n переход, хотя часть характеристик все же зависит от конструктива. Типовые значения рабочего напряжения и цвет свечения для маломощных элементов при токе 20 мА сведены в таблицу:

МатериалЦвет свеченияДиапазон прямых напряжений, В
GaAs, GaAlAsИнфракрасный1,1 – 1,6
GaAsP, GaP, AlInGaPКрасный1,5 – 2,6
GaAsP, GaP, AlInGaPОранжевый1,7 – 2,8
GaAsP, GaP, AlInGaPЖелтый1,7 – 2,5
GaP, InGaNЗеленый1,7 – 4
ZnSe, InGaNГолубой3,2 – 4,5
ЛюминофорБелый2,7 – 4,3

Мощные осветительные светодиоды работают при больших токах. Так, кристалл популярного LED 5730 предназначен для длительной эксплуатации при токе 150 мА. Но из-за крутой ВАХ, стабилизирующей падение напряжения, его Uраб составляет около 3,2 В, что укладывается в указанное в таблице значение.

Мощные инфpaкрасные светодиоды

Для изготовления мощного инфpaкрасного светодиода требуется большой лед-кристалл. В связи с этим возникает несколько технологических проблем:

  1. С увеличением площади лэд-кристалла существенно возрастает его стоимость.
  2. При работе на полную мощность такого led-элемента выделяется настолько много энергии, что возникает сильный перегрев его основания и, как следствие, последующее быстрое разрушение.

Если же объединить несколько близко установленных лед-кристаллов, возникает значительная потеря мощности из-за повышения нерабочей боковой площади. Ввиду выше рассмотренных обстоятельств, разработчики предложили несколько компромиссных вариантов:

  1. На данный момент допустимо изготавливать кристаллы размером до 1 мм 2 . До этого порогового значения можно существенно повысить силу тока, а значит, и мощность – в результате снижения сопротивления в лэд-материале из-за его нагрева.
  2. Внедряются все более совершенные рефлекторы, собирающие боковое излучение к центру.
  3. Производятся линзы с высоким коэффициентом преломления, что заставляет лучше собирать и направлять в пучок боковые волны.

Важно! Инфpaкрасные светодиоды и лазерные их модификации – это совершенно различные по принципу действия и техническим хаpaктеристикам светильники. В основе последних применяются квантоворазмерные гетероструктуры.

Питание ИК светодиодов.

Sam01 » 30 май 2016, 18:26

Здравствуйте, уважаемые гуру светодиодов.
В светодиодах я нуб. Не полный, но продвинутый нуб, если можно так сказать.
Когда дело касается обычных светодиодов — здесь всё более-менее понятно.
Однако, сейчас возникла несколько нетривиальная (для меня) задача — изготовить ИК светильник (читай многодиодный фонарик) для видеосъёмки в тёмное время суток или в тёмных помещениях.
Вкратце объясню суть дела, чтобы было более понятно.
Играю в страйкбольно-ролевые игры по мотивам вселенной S.T.A.L.K.E.R. и снимаю на играх видео. Потом из этого получается сериал, который выкладывается на канале в ютубе.
Как показала практика, очень не хватает ночных съёмок. Игры, как правило, идут двое суток в режиме нон-стоп. Начинаются в пятницу и заканчиваются в воскресенье днём.
Поскольку все мои камеры ничего не видят, как только становится темно, я просто тупо иду в жилой лагерь и ложусь спать. Однако, игра продолжается и ночью происходит не менее интересная «движуха» в «Зоне», чем днём. Я решил исправить этот недостаток и купил камеру специально для ночных съёмок. Собственно, обычная маленькая экшн-камера от Панасоник, но единственная в мире, которая не имеет в своей оптической системе ИК фильтра. Фильтры идут в комплекте в виде накручивающегося на объектив светофильтра. Один из них для дневной съёмки (собственно сам ИК фильтр) и обычное прозрачное стекло для ночной съёмки с ИК подсветкой. Можно, конечно, взять любую экшн-камеру, скрутить объектив и выломать ИК фильтр, но тогда камера не будет пригодна для дневных съёмок. Что ограничивает её применение.

Чтобы не «палить контору» на играх, в качестве осветительных приборов были выбраны светодиоды с длиной волны более 900 нМ.
Конкретно 940 нМ. В этом диапазоне, свет от диода не виден не вооружённым взглядом. Думал сначала купить готовые фонарики от Pulsar. У них есть фонари на 915 и 940 нМ.
Но решил, что мне такие не нужны. Дело не в дороговизне, а в том, что они светят далеко и узким лучом. Грубо говоря, на 300 метров, в камере с широким углом съёмки (120 градусов) удалённый объект будет настолько мелким, что разглядеть его сложно. Даже днём, даже с более продвинутой камеры (например, GoPro 4 BE).
Мне нужна подсветка, которая светит широким углом и в ближних зонах (не далее 20 метров).
Один из подписчиков паблика в ВК подкинул вот такую инфу, о сборе средств на кикстартере на налобный широкоугольный фонарь (осветитель).
В общем, идея валялась на поверхности — светодиодная лента.)))

Но мне идея понравилась и я подумал, что по такому же принципу можно сделать налобный 5 диодный ИК фонарь для съёмок.
Купил на радиорынке Митинском пять ИК диодов и платы к ним (звёзды). И одну линзу на 80 градусов (120 градусных не было в продаже, к сожалению) для экспериментов.
Немного потестив понял, как делать так, чтобы равномерно распределить оптические системы, которые могли бы равномерно засвечивать и ближние зоны и более отдалённые (до 20 метров).
Просто разместить линзы с разными углами в определённом алгоритме.

Читать еще:  Плоский сенсорный выключатель света

К чему этот спич (прошу прощения, если кому-то он показался бесполезным).
Теперь нужно решить проблему питания диодов. Условия — полевые, погода может быть любой.
Продавцы на радиорынке сказали, что диоды у них 3W. В пакетике с диодами лежала бумажка с вот такими параметрами:
938-942 нМ
13-17 mW
VF: 1.45-1.67 v
700mA
Ни производителя, ни чего другого нет. Я загугли и попытался найти подобные диоды, чтобы уточнить параметры.
С такими параметрами диодов нет. Но есть 940 нМ и с напряжением питания 1.4-1.7v и, да, есть 3W с током питания 700мАч.
По приезду домой, я припаял один диод к плате и подключил его к обычной алкалиновой батарейке 1.5в. Диод работает.
Светит прилично. Видимо продавцы не обманули и похоже на 3W. Я попробовал поснимать с подсветкой одним диодом в полной темноте и результаты меня полностью удовлетворили.
Без линзы не плохо светит метра на 3 широким углом. Если подключить 5 диодов, будет очень хорошо. Во время тестовых съёмок, диод работал от батарейки примерно минут 20.
За это время не нагрелся вообще, а если и нагрелся, то не значительно (здесь я не совсем понял, ибо держал плату с диодом в рука — в пальцах и, возможно, алюминиевая плата тупо нагрелась от тела).

Я понимаю, что диодам нужен стабилизированный ток и желательно использовать драйвер. Но я пока не определился, от чего запитывать диоды.
Склоняюсь к аккумуляторам 18650. У меня их штук 12 есть (использую их в 3-осевом электронном стабилизаторе для видеокамеры).
Я примерно подсчитал, что если включить последовательно два акб 18650, то в номинале они будут давать 7,4 вольт/5 диодов = 1,48в. То есть в нижнем пределе диапазона питания диода.
Однако и яркость диода будет наименьшая. Здесь возник вопрос, а нужен ли драйвер, если питаешь диоды от аккумулятора? Ведь по-сути, диод берёт от аккумулятора столько питания (по току), сколько ему нужно?
Понимаю, что можно просадить 18650 до состояния «не стояния» и тупо испортить (у меня почти все 18650 без защиты). Но дело не в этом.

Что мне не понятно в драйверах. Например, есть драйверы на те же 700мА (у продавцов есть такие, я как-то давно покупал для другого дела),
на таком драйвере написано, что входное напряжение 12В (есть драйверы с питанием 5-12В). Но ведь это драйверы стабилизации по току, но не по напряжению.
Если я подам на драйвер те же 7.4 вольта от двух последовательно соединённых 18650, то на выходе получу те же 7,4 вольта? А если подам 12 вольт, то на выходе будет те же 12В?
Например, чтобы увеличить напряжение питания светодиода до 1.6в/700мА — 1.6 х 5 = 8в. Для питания подключаем три 18650 последовательно и получаем 11.1 вольт.
Чтобы уменьшить напряжение, мне придётся после (или до) драйвера ставить гасящий резистор? Или, предположим, стабилизатор по напряжению на той же LM317.
То есть придётся городить огород из двух стабилизаторов (по току и по напряжению)?

Подскажите, как лучше (и проще всего) запитать все 5 диодов? В какую сторону бежать.
Заранее спасибо!

Re: Питание ИК светодиодов.

Invisible_Light » 31 май 2016, 00:24

Вам нужно изучить азы по светодиодам и драйверам!!
Светодиод имеет падение напряжения при такой-то величине тока (смотрите даташит на ваши диоды, график : прямой ток/прямое напряжение) и изменением входного напряжения — падение напряжения светодиода не регулируется. Можно только изменить ток при отсутствии драйвера или при недостаточном запасе напряжения на входе драйвера.
Драйвер — стабилизированный источник тока (из-за этого и питают светодиоды от драйверов).
Выходной ток у драйвера почти не меняется, если достаточен запас выходного тока и выходного напряжения источника питания драйвера.
Драйверы по входному напряжению относительно входного бывают трёх видов : понижающий, повышающий и понижающие/повышающий. Последний — малораспространён.
Понижающие драйверы могут быть линейными и импульсными (ШИМ). У линейных ток на входе и на выходе одинаковый. Импульсные могут быть с дросселем и без. С дросселем — запасают энергию и имеют выходной ток больше входного (мощность на входе минус потери (КПД драйвера) = мощность на выходе). КПД в пределах 60%-95%.
Чем больше перепад напряжения на входе и выходе такого понижающего ШИМ драйвера, тем больше «выигрыш» по выходному току.
Напряжение питания драйверов указывают в некоторых пределах, но не при любом напряжении — выходной ток будет равен указанному. Вблизи равенства Uвхода и Uвыхода драйвер работает неустойчиво. Иногда даже специально указывают необходимую разность перепада напряжения, меньше которой работа недопустима.
Повышающие драйверы на входе потребляют ток больше выходного и чем выше перепад — больше разность токов.
Перекачивается мощность с потерями.

У аккумуляторов одна из важных величин — ёмкость в ампер*часах (вообще-то, ватт*часы). Чтобы аккумулятор дольше питал нагрузку, надо уменьшить потребляемый ток (соединить больше банок последовательно). Или увеличить ёмкость А*ч. Для увеличения ампер*часов надо соединять банки в параллель.
То и другое — увеличивает W*h.
Напряжение на аккумуляторе под нагрузкой нелинейно уменьшается, поэтому желательно питать светодиоды не напрямую, а через драйвер, поддерживающий выходной ток в определённом диапазоне входного питающего напряжения.
Батарею литиевых аккумуляторов желательно заряжать от зарядного устройства с балансировкой напряжения/ёмкости (побаночно). Например http://ru.aliexpress.com/item/Free-ship . 778a38b226 .
При разряде нужен контроль напряжения побаночно http://ru.aliexpress.com/item/2-in1-RC- . .55.rwqhQW .
Иначе, при последовательном соединении, отдельные банки могут просесть ниже «смертельного» уровня напряжения.
При последовательном соединении банок их ёмкость должна быть одинакова, что и достигается балансировкой.

Re: Питание ИК светодиодов.

Sam01 » 31 май 2016, 04:53

2 Invisible_Light
Благодарю за краткий экскурс. Я, конечно, нуб, но не до такой степени.
Я всё знаю на счёт питающих токов, банок литиевый аккумов (18650 очень активно использую).
Зарядка для них у меня есть от Soshine, на две банки. Умная, умеющая заряжать Ni-MH, Ni-Cd, литиевые и даже LiFePo4.
Так же юзаю и LiFePo4 акки типоразмера 18650.

В случае обычных светодиодов видимого диапазона спектра, мне всё более-менее понятно.
Хотя иногда приходится отходить от канонов и использовать мощные диоды без драйверов.
Например, делал для игры. ммм. посох, в который вмонтировал самосборный светильник на 1W RGB диодах, из которых мне нужны были только два кристалла: синий и зелёный.
Красный не задействовал. А отказаться от драйвера пришлось потому, что задача этих диодов не гореть, а медленно пульсировать в определённом ритме.
Драйвер не давал диодам гаснуть и загораться плавно. Поэтому в системе остался только RGB контроллер.

Вот здесь видео, как это работает: https://www.youtube.com/watch?v=_K6bcqCgNjQ

Читать еще:  Le43m3570 60 ток подсветки

Диоды были запаяны на платы, типа звезда, далее темоклеем приклеены к вырезанной алюминиевой пластине и снова через термоклей и шурупы прикручены к радиатору.

Вместе с аудиоколонкой и модернизированным повер-банком для 18650 аккумуляторов всё было впихнуто в минимальное пространство.
Получился вот такой вот «фонарик».

В финале всё выглядит вот так.

Но речь не об этом. Рассказывать и показывать свои работы со светдиодами я могу долго и много. Среди них есть очень сложные по реализации проекты.
Например, цветомузыкальные светодиодные подсветки электронной скрипки и прочее.

А вот с IR диодами я столкнулся впервые. Согласен, разница между IR и обычными диодами — только в длине волны.
Но есть определённые условия и эксплуатации, и возможность быстрой смены батарей и другие. Поэтому попросил помощи.
Вопрос, собственно, у меня наверное один: можно ли запитать указанные светодиоды от двух(трёх) аккумуляторов 18650 без драйверов?
Объясню некоторые условия. Дело в том, что ШИМ контроллер отрицательно влияет на скорость затвора камеры. Тупо — зачастую, ШИМ даёт мерцание картинки видео.
Я с этим столкнулся, когда делал себе мощные линейные постоянные светильники для съёмок видео. Думал, буду их регулировать (по яркости) через диммеры.
Схема работала ровно до того момента, пока я не собрался уменьшить реостатом яркость ленты. На 80% появилось мерцание — flicker effect. После изучения вопроса, понял, что нужна другая система диммирования на основе 0-10В. Но пока руки не дошли. Так вот, не хотелось бы повторить печальный опыт использования ШИМ контроллеров (в видеосъёмке), чтобы не испортить запись, которую не смогу потом переснять.
Хотя, я снимал DSLR, а там возможно было поставить максимум 30 кадров/с. Возможно, что с экшн-камерами, снимающими в 60к/с такого не будет наблюдаться. Нужно, кстати, потестить свои светильники с ГоПро.

Разумеется, я думал соединить 2 банки 18650 последовательно, чтобы получить нужное напряжение. Больше двух банок можно поставить, но таскать это на голове будет сложней.
Вроде бы нагрузка не большая, но голова быстро устаёт, когда бегаешь с нагрузкой (на съёмках страйкбольных игр, у меня на голове шлем, на котором закреплён смартфон в качестве видоискателя, противовес (350 гр) и ещё рекордер сверху. Суммарная нагрузка на голову — более килограмма (где-то 1.3 кило). Всё вместе давит на голову так, что уже после 4-5 часов бегания в такой экипировке — голова сильно болит (не головная боль, а просто вес давит).

Хотелось бы не очень тяжёлую систему в которой можно быстро поменять батареи.)
Или всё-таки драйвер? Тогда мне нужен понижающий драйвер, если я использую, например, три акб 18650 с общим напряжением 11.1в (номинальных).
Какой мне нужен драйвер, чтобы он правильно питал пять 3-ваттных диода с током 700мА? Если не трудно — киньте ссылку на готовое решение.
Конечно, могу спаять что-то не слишком сложное сам. Кроме трансформаторных схем (жутко не люблю трансформаторы).)

Как проверить исправность ИК-диода

Осталось научиться проверять исправность ИК-светодиодов. Начнем с самой распространенной в быту поломки – выходу из строя ИК-диодов для пультов ДУ (ПДУ). Как проверить, исправен ли светодиод, не разбирая сам пульт? Ведь излучение таких приборов невидимо для человека. Да, невидимо, но его отлично видят видеокамеры.

Берем смартфон, ставим его в режим фотосъемки, подносим к камере мобильного устройства пульт ДУ, нажимаем на любую кнопку и смотрим на дисплей. Если с пультом все в порядке, то мы увидим, как светодиод начнет мигать.

Проверка ИК-светодиода в пульте ДУ при помощи камеры мобильного телефона

Тот же результат можно получить и при помощи веб-камеры или любой другой видеокамеры с контрольным дисплеем.

Есть и еще один метод проверки инфракрасного светодиода – при помощи мультиметра (тестера). Он очень удобен, если светодиод никуда не впаян. Для этого понадобится любой мультиметр, имеющий режим проверки диодов.

Этот прибор имеет режим проверки диодов

Инфракрасный светодиод проверяют следующим образом. Переключают прибор в режим теста диодов (на фото выше обозначен стрелкой) и щупами касаются выводов светодиода сначала в одной полярности, затем в другой. Отметим, что в этом режиме измеряется падение напряжения.

Схема подключения инфракрасного диода к тестеру

В одной из полярностей падение напряжения на переходе излучателя будет намного меньше, а через камеру смартфона мы увидим, как диод засветился.

Проверка светодиода при помощи батарейки

Можно ли проверить светодиод, не выпаивая его из платы? Можно. Берем мультиметр и проводим те же операции, что и в предыдущем случае. Благодаря токоограничивающему резистору внутренние элементы конструкции не будут влиять на качество проверки.

Вот и вся информация об инфракрасных светодиодах. Теперь мы знаем, что это за приборы, как работают и где используются.

Оглавление:

Описание ИК диода TSAL6200 и ИК приемника TSOP4856

ИК диод TSAL6200 – полупроводниковый диод, излучающий волны инфракрасного спектра.

Внешний вид ИК диода представлен ниже на картинке.

TSAL6200

Некоторые его характеристики: длина волны, излучаемой ИК диодом, равна 940 нм. Максимальный прямой постоянный ток не более 100 мА. Импульсный ток не более 1.5 А. Мощность излучения до 40 мВт. Ширина ДН равна 34 градусам.

ИК приемник TSOP4856 – миниатюрный ИК приемный модуль, у которого PIN диод и усилитель собраны в свинцовом каркасе, эпоксидный корпус содержит ИК фильтр. Внешний вид ИК приемника представлен ниже на картинке.

TSOP4856

Некоторые его характеристики: длина волны принимаемого ИК сигнала 940 нм. Необходимая частота модуляции 56 кГц. Минимальная освещенность 0.12 мВт/м2. Максимальная 50 Вт/м2. Ширина ДН 90 градусов. Эти устройства работают в паре.

Работа ИК диода и ИК приемника

При протекании тока через диод TSAL6200 излучается ИК сигнал с длиной волны 940 нм. Это излучение модулируется меандром с частотой 56 кГц. Передаются пачки таких импульсов со скважностью равной не менее 4.

Эти пачки принимаются устройством TSOP4856. Его функциональная схема представлена на слайде.

Функциональная схема ИК приемника TSOP4856

где 1 — OUT; 2 — GND; 3 — +Vпит; ВФ – входной фильтр; АРУ – автоматическая регулировка усиления; ПФ – полосовой фильтр.

Через PIN диод начинает протекать ток, соответствующий интенсивности принимаемого ИК сигнала. Схема автоматической регулировки усиления (АРУ) усиливает этот ток. Далее принимаемый сигнал фильтруется полосовым фильтром (ПФ) и демодулируется. Пока принимается одна пачка, на выходном выводе OUT приемника низкое значение напряжения, как только на входе нет импульсов, приемник поднимает выходной вывод к напряжению питания.

Далее представлены временные диаграммы данного процесса.

Временные диаграммы приемо-передачи ИК сигнала

Сверху показан процесс происходящий на ИК диоде, снизу — на ИК приемнике. Слева рассматривается процесс приемо-передачи в масштабе одной пачки, а справа — в масштабе нескольких пачек.

Стоит заметить, что просто передавать ИК сигнал без модуляции 56 кГц не получится, т.к. полосовой фильтр ИК приемника настроен как раз на эту частоту. Также не получится передавать непрерывный меандр с этой частотой в 56 кГц, так как система АРУ будет занижать в таком случае коэффициент усиления (это сделано для устранения постоянных помех). То есть обязательно нужно передавать пачки импульсов, а с какой частотой будут передаваться эти пачки не важно, главное, чтобы скважность между ними была не менее 4.

Помехи для ИК приемника

Помехами для TSOP4856 являются:

— свет от вольфрамовых ламп;

— излучение от люминесцентных ламп с электронными балластами;

— Wi-Fi 2,4 ГГц и 5 ГГц.

В данной работе рассматривается влияние солнечного света и излучение люминесцентных ламп.

Рассмотрим график чувствительности в зависимости от окружающей освещенности, взятый из документации на TSOP4856.

График зависимости чувствительности ИК приемника TSOP4856

На графике видно, что при увеличении окружающей помеховой освещенности увеличивается порог чувствительности, следовательно, будет уменьшаться дальность приемо-передачи. Таким образом, когда присутствуют помехи, чувствительность приемника снижается схемой АРУ для обеспечения отсутствия ложных импульсов на выходе.

Следует добавить, что чувствительность ИК приемника также зависит от амплитуды пульсаций источника питания, от величины напряжения питания, от температуры и от длины волны ИК сигнала. Более подробно с этими параметрами можно ознакомиться в технической документации.

В нашем случае все эти параметры имеют рабочие значения: пульсация источника питания минимальна, напряжение питания 3.3 В, температура 25 градусов по Цельсию, длина волны 940 нм.

Исследование влияния солнечного света и люминесцентного излучения на работу ИК приемника

Экспериментальная установка состоит из следующих элементов:

— передатчик ИК сигнала;

— приемник ИК сигнала;

— квадрантный фотодиод QPD150;

У квадрантного фотодиода QPD150 все фазовые выводы соединены. Измеряется суммарное напряжение, вырабатываемое фотодиодом при его освещении.

Передатчик ИК сигнала и приемник ИК сигнала неподвижно закреплены друг напротив друга на одном уровне так, чтобы ИК диод и ИК приемник были на одной линии. С помощью измерительной рулетки фиксируется расстояние от ИК диода до ИК приемника. К приемнику ИК сигнала через переходник USB-UART подключен ноутбук для получения сообщения о регистрации принятого импульса и вывода его на экран.

Передатчик ИК сигнала формирует пачку из 20 импульсов, частота импульсов 56 кГц. Амплитуда импульсов тока, проходящих через ИК диод TSAL6200, составляет 20 мА, что соответствует примерно 8 мВт мощности излучения.

Излучение пачки происходит раз в секунду. Если пачка принята, то приемник ИК сигнала выдает сообщение на ноутбук о регистрации этой пачки импульсов.

Порядок проведения эксперимента: измеряется дальность приемо-передачи ИК сигнала для двух случаев: принятие 10 из 10 импульсов подряд и 0 из 10 импульсов, а также измеряются напряжения на ФД-24К и QPD150.

— в полной темноте;

— при освещении люминесцентной лампой сверху на потолке в помещении;

— при освещении люминесцентной лампой прямо перед приемником в помещении;

— при освещении солнечным светом ИК приемник сзади сверху;

— при освещении солнечным светом ИК приемник спереди сверху.

В таблице ниже приведены результаты исследования влияния помех на работу ИК приемника TSOP4856.

Ниже представлен график зависимости дальности приемо-передачи от мощности помехи для различных типов помех. По вертикали средняя мощность помех в относительных единицах, так как измерить или вычислить реальную принимаемую мощность ИК приемником TSOP4856 проблематично. По горизонтали дальность приемо-передачи в метрах. Левая крайняя точка отрезков – значение дальности при приеме 10 из 10 импульсов, а правая крайняя точка – значение дальности при приеме 0 из 19 импульсов, т.е. данные отрезки – дистанции ухудшения качества приема сигнала от 100 до 0 %. В таблице представлены относительные ухудшения характеристик относительно эксперимента «в полной темноте» в процентах,

Из графика видно, что с увеличением мощности помехи не только уменьшается дальность приемо-передачи, но и дистанция ухудшения качества приема сигнала от 100% до 0% становится короче.

Из таблицы видно, что в присутствии такой помехи, как солнце, дальность приемо-передачи ИК сигнала может уменьшиться почти на 70%, что может оказаться критическим, если не учесть влияние такой помехи при разработки системы с ИК. Влияние люминесцентного излучения тоже немаленькое и может уменьшить дальность примерно на 40%.

Заключение

Из полученных данных можно сделать следующий выводы:

1) чем сильнее помеха по мощности, тем меньше дальность приемо-передачи ИК сигнала;

2) влияние помехи на качество приема пропорционально мощности помехи (чем меньше помеха по мощности, тем длиннее отрезки, т.е. качество приема ИК сигнала медленнее ухудшается с увеличением расстояния);

3) разные типы помехи имеют разное влияние на работу TSOP4856.

В итоге, следует учитывать возможное влияние помех на ИК приемник при разработке систем с ИК, чтобы избежать проблем с внезапным отказом работы в присутствии таких помех.

Надеюсь статья оказалась полезной. Спасибо за внимание!

Лазерные диоды

Лазерный диод похож на обычные прозрачные светодиодные, но производит Laserwith высокой интенсивности. В лазерном луче число атомов вибрируют в такой цикле, что всё испускаемое излучение одной длины волны в фазе друг с другом. Лазерный свет является монохроматическим и проходит в виде узкого пучка. Луч типичных лазерных диодов составляет 4 мм х 0,6 мм, которая расширяется только до 120 мм на расстоянии 15 метров.

Лазерный диод может включаться и выключаться на более высоких частотах даже выше, чем 1 ГГц. Так что это весьма полезно в телекоммуникационных системах.Поскольку лазер генерирует тепло на поражение тканей тела, он используется в хирургии, чтобы исцелить поражения в очень чувствительных частей, как сетчатки, головного мозга и т.д. лазерные диоды являются важными компонентами в проигрывателях компакт-дисков, чтобы получить данные, записанные в компакт-дисках.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector