Integrované obvody série TSOP17XX sú špeciálne infračervené senzorové zariadenia postavené na reagovanie na konkrétny rozsah infračervených frekvencií a na ich prevod na elektrický impulzný výstup. Vyznačuje sa tak spoľahlivou imunitou voči iným formám infračerveného signálu.
Kvôli tejto špecifickej strednej alebo pásmovej prevádzkovej frekvencii TSOP17XX je ťažké použiť tieto snímače na návrh požadovaných alebo prispôsobených obvodov diaľkového ovládania založených na frekvencii.
V tomto príspevku sa pokúsime zistiť nápad, ako umožniť týmto snímačom pracovať s ľubovoľnou požadovanou jedinečnou frekvenciou, aby mohol byť obvod úplne spoľahlivý.
Základný pracovný princíp modulov snímačov TSOP17XX
Ak sa odvoláme na údajový list infračerveného snímača TSOP17XX Zistili sme, že IC má niektoré kritické prevádzkové pokyny na zabezpečenie správneho a optimálneho fungovania snímača v reakcii na infračervený signál.
Aby sa umožnilo správne fungovanie snímača, musí byť infračervený signál oscilovaný na hodnote frekvencie stredového pásma zariadenia a modulovaný v sériách 10 až 70 cyklov s určitou medzerou po každom cykle, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
Vyššie uvedený obrázok jasne ukazuje, že IR lúč z Tx musí byť pulzovaný so strednou frekvenciou IC, ktorá je zvyčajne medzi 30 kHz a 39 kHx, a modulovaný s dávkami 10 ms.
TSOP reaguje na tento signál strednej frekvencie a spúšťa ON, pričom na svojom výstupe vytvára replikovaný tvar vlny, pričom 38kHz je vyrovnaných do zhlukov bežných impulzov obdĺžnikovej vlny.
Tento zložitý prevádzkový tvar vlny zaisťuje zvýšenú imunitu proti mnohým rušivým frekvenciám, ktoré sa môžu nachádzať v atmosfére vyžarovanej žiarovkami, lke CFL, žiarivkami atď.
Nevýhoda senzorov TSOP17XX
Aj keď má snímač vďaka tomuto zložitému spôsobu príjmu signálu spoľahlivú prevádzku, pevná stredná frekvencia pre snímače TSOP obmedzuje ich použitie iba na tento konkrétny frekvenčný rozsah, čo znemožňuje vytvorenie jedinečných prispôsobených obvodov diaľkového ovládania pomocou týchto čipov.
Kvôli tejto nevýhode možno systém diaľkového ovládania založený na TSOP obvykle ovládať pomocou ľubovoľného bežného diaľkového ovládača televízora alebo DVD a pomocou ktoréhokoľvek z tlačidiel na riadiacej jednotke.
V elektronike však vždy existuje riešenie pre všetko a aj pre tieto snímače môžeme vytvoriť dizajn, ktorý nám umožní používať IC s vybranou jedinečnou frekvenciou podľa nášho výberu, aby sa prijímač prepínal iba cez konkrétny kompatibilný pár Tx a nie so žiadnym dostupným spoločným diaľkovým slúchadlom.
Navrhovanie jedinečného obvodu diaľkového ovládania založeného na frekvencii TSOP
Z vyššie uvedenej diskusie sme pochopili, že snímače založené na TSOP vyžadujú pre svoju činnosť záblesky frekvencie 38 kHz alebo zadanú strednú frekvenciu, čo naznačuje, že signál zahŕňa dve frekvencie, pri ktorých je stredná frekvencia konštantná, ale frekvencia zhluku je premenlivá a nie kritická .
Myšlienkou je zachytiť túto dávkovú frekvenciu v náš prospech a použiť filter, ktorý dokáže túto frekvenciu rozpoznať na spustenie výstupu.
Filtračný obvod je možné ľahko navrhnúť pomocou Obvod dekodéra tónu LM567 a použite ju na dekódovanie konkrétnej frekvencie impulzov z výstupu snímača TSOP na strane prijímača.
Základné pojmy môžeme vidieť na nasledujúcom diagrame.
Schéma zapojenia 
Prevádzka obvodu
S odkazom na vyššie uvedenú schému zapojenia pre implementáciu TSOP17XX s prispôsobenými frekvenciami vidíme, že pozostáva z 3 základných etáp:
- stupeň snímača TSOP17XX
- stupeň detektora frekvencie založený na LM567
- a klopný alebo bistabilný obvodový obvod založený na IC 4017.
Stupeň TSOP17XX je nakonfigurovaný v štandardnom režime, ktorý sníma modulovanú frekvenciu 38 kHz z vysielacej jednotky Tx a vytvára impulznú obdĺžnikovú vlnu, ako je uvedené v prvom diagrame.
Dá sa očakávať, že tento výstup z TSOP bude niesť burstovú frekvenciu, o ktorú sa zaujímame. Môže byť nastavený na 1kHz, 2kHz alebo čokoľvek pod 10kHz.
Teraz chceme, aby náš dekódovací stupeň tónu LM567 správne detekoval túto modulovanú frekvenciu, a preto sa musíme uistiť, že R1 / C1 stupňa LM567 je vypočítaný tak, aby sa interný oscilátor uzamkol na rovnakú frekvenciu zodpovedajúcu modulačným frekvenčným dávkam z výstupu TSOP. .
Len čo sú tieto parametre nastavené, môžeme očakávať, že LM567 sa zablokuje, akonáhle je zvolená frekvencia detekovaná z výstupu TSOP78XX, zatiaľ čo akákoľvek iná modulačná frekvencia je jednoducho odmietnutá.
Pri detekcii správne priradenej frekvencie generuje výstup LM567 na svojom pinu # 8 zodpovedajúci nízky spúšťací signál, ktorý aktivuje pripojený flip flop vstupný pin # 14 založený na IC 4017 cez PNP.
Týmto spôsobom dokážeme priradiť rôzne jedinečné frekvencie, aby sme zabezpečili, že spúšťanie prijímača je povolené iba cez zodpovedajúce slúchadlo Tx, a nie pomocou žiadneho bežného diaľkového ovládača televízora.
Vytvorenie obvodu prispôsobeného vysielača (Tx)
Vo vyššie uvedenej diskusii sme sa dozvedeli, ako je možné prevádzkovať snímač TSOP17XX s prispôsobenou frekvenciou pomocou stupňa detektora frekvencie, čo však tiež znamená, že vysielač (Tx) bude tiež potrebné postaviť jedinečne na generovanie prispôsobených infračervených signálov.
Nasledujúci obrázok ukazuje, ako to možno implementovať pomocou jediného IC 4049 a niekoľkých pasívnych prvkov:
6 brán je všetkých z IC 4049, R3 môžu byť 10K rezistory, zatiaľ čo predvoľby môžu byť 100K. Bude potrebné zvoliť čiapky C1 s praktickým experimentovaním. Diódou môže byť 1N4148, zvyšné rezistory môžu byť vybrané 2K2.
Ako je možné vidieť, horná dvojica brán spolu s R3, prednastavenými a C1 je nakonfigurovaná ako voľne bežiaci oscilátor, spodná časť má tiež identický stupeň.
Horná časť je napájaná na strednú vyrovnávaciu hradlu, ktorej výstup je nakoniec spojený s IR fotodiódou vysielača.
Celá sekcia je nakonfigurovaná tak, aby generovala základnú strednú frekvenciu pre kompatibilitu s TSOP17XX, ktorá sa môže pohybovať od 32kHz do 38kHz v závislosti od špecifikácie vybraného snímača.
Dolný oscilátor má predstavovať nízkofrekvenčný modulačný stupeň, ktorý je možné vidieť integrovaný do hornej časti cez diódu. Táto nízka frekvencia prepína hornú vysokú frekvenciu, aby generovala požadované „záblesky 38 kHz“ na dióde IR vysielača.
Táto nízka frekvencia sa vlastne stáva našou jedinečnou frekvenciou alebo zamýšľanou prispôsobenou frekvenciou diaľkového ovládania, ktorú je potrebné zosúladiť s frekvenciou LM567, aby si obe frekvencie „podávali ruky“ počas IR komunikácie medzi jednotkami Tx a Rx.
Nízku frekvenciu je možné zvoliť kdekoľvek medzi 1kHz a 10kHz a tento zvolený rozsah by mal byť presne nastavený pre stupeň LM567 príslušnou úpravou jeho hodnôt R1 / C1.
Týmto sa končí naša diskusia o tom, ako upraviť obvod snímača TSOP17XX tak, aby vyhovoval prispôsobeným špeciálnym frekvenčným rozsahom alebo jedinečne vybraným frekvenčným rozsahom, aby bol systém diaľkového ovládania absolútne spoľahlivý a osobný.
Ak máte pochybnosti o koncepcii, pole s poznámkami je vaše!
Predchádzajúci: Úvod do farebného snímača RGB TCS3200 Ďalej: Okruh detektora farieb s kódom Arduino
