logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Bezprzewodowa transmisja danych za pomocą promieniowania IR

tomekly84 18 Lut 2009 18:39 4703 17
  • #1 6169371
    tomekly84
    Poziom 10  
    Witam!
    Chciałbym zbudować bezprzewodowe łącze optyczne do transmisji sygnału w podczerwieni. Urządzenie ma umożliwiać transmisję w jednym kierunku. Sygnał napięciowy z zakresu np. do 10V ma być przetworzony na częstotliwość za pomocą przetwornika LM331. Impulsy o częstotliwości zależnej od napięcia wejściowego mają być wyemitowane przez diodę pracującą w zakresie podczerwieni.

    Odbiornik ma działać analogicznie lecz odwrotnie: fotodioda->wzmacniacz->filtr->przetwornik f/u->wyjście napięciowe.

    Do budowy chcę wykorzystać uniwersalną aplikację przetwornika f/u iu/f LM331.

    Pytania:
    Jak podłączyć diodę LED?
    Jaki wybrać fotodetektor?(fotodioda - jaka?, fototranzystor)
    Jak wzmocnić sygnał z fotodetektora?
    Jak to zrobić żeby działało???

    Proszę o pomoc i pozdrawiam!
  • #2 6171308
    kevin52
    Poziom 17  
    Witam,
    nie określiłeś jaki powinien być zasięg połączenia, a od tego zależy jakich przetworników optycznych należy użyć. Polecam EP2/2004, artykuł o laserowej transmisji danych : Link
    Na pewno można ten projekt przystosować do Twoich potrzeb.
  • #3 6172099
    tomekly84
    Poziom 10  
    Dzięki za radę!
    To ma być zasięg ok. 2-3m. Układ ma być prosty, a nadajnik ma zużywać mało energii. Myślałem raczej o jakiejś diodzie LED na podczerwień liż laserze. Istotny jest kąt widzenia nadajnika z odbiornikiem, i zachowanie wymogów bezpieczeństwa dla oczu i skóry.
  • Pomocny post
    #4 6172307
    kevin52
    Poziom 17  
    tomekly84 napisał:

    To ma być zasięg ok. 2-3m.

    Ależ oczywiście, użycie lasera dla taaakiego zasięgu to przysłowiowa armata na wróble.
    Toteż na początek polecam podczerwone diody nadawcze i odbiorniki podczerwieni od systemów pilot/odbiornik.
    Diody podczerwone wytrzymują dość duże prądy w impulsie, a odbiorniki podczerwieni mają wbudowany silny wzmacniacz z filtrem. Musiałbyś użyć częstotliwości 38-40kHz, z niezbyt głęboką modulacją LM331 ok 6kHz max, żeby nie wyjść poza pasmo filtru w odbiorniku. Wydaje mi się, że taki link na te parę metrów będzie skuteczny. Zajrzyj tu: Link
  • #5 6173351
    tomekly84
    Poziom 10  
    Zamieszczam schematy, które stworzyłem na podstawie not aplikacyjnych dla przetwornika LM331.

    Z tego co się orientuję napięcie wejściowe 10V ma odpowiadać częstotliwości impulsów 10kHz (1kHz/1V). Nie jestem pewien czy idę dobrym tropem.

    Sugerujesz, że maks. częstotliwość ma wynosić 6kHz?
    Czy wpomniany odbiornik nie odetnie impulsów o małych częstotliwościach?
    ]Pozdrawiam
  • #6 6175338
    kevin52
    Poziom 17  
    W przypadku wykorzystania gotowego odbiornika IR , trzeba się dopasować do jego własności. Jego podstawową własnością jest częstotliwość środkowa przenoszenia wynosząca 38kHz, poza tą częstotliwością wzmocnienie opada. Patrz wykres poniżej:

    Bezprzewodowa transmisja danych za pomocą promieniowania IR

    Godząc się na pewien spadek wzmocnienia np. 10-12% na krańcach pasma można wykorzystać zakres od 36-42kHz. Czyli Twój generator przetwornika U/f musi być tak zaprojektowany aby: dla napięcia wejściowego 0V>>>f=36kHz, dla napięcia wej. 10V>>>>f=42kHz. Zgodnie z wykresem dla tych wartości krańcowych 0V i 10V spadnie zasięg o kilkanaście%, ale myślę dla wymaganych 3-4m to nie ma znaczenia, poza tym zawsze można zwiększyć moc świecenia IR LED. Ok?
  • #7 6175475
    tomekly84
    Poziom 10  
    W moim rozwiązani jest:
    1V/1kHz
    10V => 10kHz
    0V => 0Hz i w tym tkwi problem, nie wiem jak układ będzie się zachowywał przy małym napięciu.

    Jeśli chodzi o zastosowanie tego scalonego odbiornika 38kHz to nie jestem pewien czy da się to zrobić na wspomnianym wcześniej przetworniku LM331.
  • #8 6176436
    kevin52
    Poziom 17  
    Nie może być od 0Hz, bo jak będzie wyglądała transmisja, potem filtracja dla bardzo małych częstotliwości... Układ LM331 pracuje do 100kHz, więc z 38 kHz problemu nie będzie. Poprzez dobór częstotliwości i wzmocnienia można uzyskać dowolny, przydatny do swoich potrzeb zakres.
    Chyba że do końca nie zdradziłeś do czego Ci potrzebny taki układ... :D
  • #9 6176964
    tomekly84
    Poziom 10  
    Budowa tego układu to część pracy dyplomowej. Mam zrobić bezprzewodowe łącze na promieniowanie IR. Założenia są takie, że sygnał ma być analogowy (tutaj napięcie 0-10V - wzięty z konfiguracji LM331 z noty aplikacyjnej, ale może być inny); jeśli chodzi o zasięg to mam to zbadać (jak już układ będzie działał:D) w różnych warunkach (oświetlenie, kąty ustawienia nadajnika i odb. ...); napięcie podane na wejście nadajnika ma być takie samo jak napięcie na wyjściy z odbiornika.

    To co napisałeś ma sens jednak nie wiem i jescze nie znalazłem tego nigdzie jak skonfigurować wsponmiany przetwornik aby np.:
    0V => 35kHz
    6V => 41kHz

    Czy da się dokłanie skalibrować ten układ aby np. częstotliwość nie spadła poniżej 35kHz?
  • #10 6178119
    kevin52
    Poziom 17  
    tomekly84 napisał:

    0V => 35kHz
    6V => 41kHz

    Nie.
    Powtórzę:
    Twój generator przetwornika U/f musi być tak zaprojektowany aby dla napięcia wejściowego 0V generował f=36kHz, a dla napięcia wejściowego 10V generował f=42kHz. Spełnisz wtedy warunek zadanego zakresu napięciowego 0-10V i zgrubsza zmieścisz się w paśmie odbiornika IR.
    Oczywiście to jest jedno z rozwiązań. Możesz dać diodę LED i fototranzystor ze wzmacniaczem i nie jesteś uwiązany do magicznego 38kHz, dajesz sobie zakres częstotliwości jaki chcesz. Zaproponowałem fabryczny odbiornik IR, bo ma filtr podczerwieni, jest ze wzmacniaczem więc jest czuły i nie trzeba stosować żadnych dodatkowych wzmacniaczy, podłączasz go bezpośrednio do LM331 w układzie f/U. Układ się upraszcza. Powiedzmy... gdybym dostał takie zadanie, tak bym spróbował to zrobić. Stabilność tego układu zależy od jakości kluczowych elementów - kondensatora, rezystorów.
    Jeśli chodzi o wartości elementów... no cóż trzeba skorzystać ze wzorów z noty aplikacyjnej, może poeksperymentować z układem na stole. Przy całym szacunku, każdy chętnie coś podpowie, ale pracy za Ciebie nikt tu nie napisze. :|
  • #11 6178278
    Nawigator
    Poziom 33  
    Bezpośrednia transmisja IR od zera na pewno sie nie uda, bo odtworzenie napięcia w odbiorniku wymaga filtrów i przy niskich częstotliwościach np. 0,5Hz nie wygładzisz napięcia.
    Tylko układ z heterodyną jak w radiu czyli z nośną i modulacją nadajnika.
    Natomiast scalone odbiorniki IR mają moim zdaniem za wąskie pasmo chociaż widziałem taki na nośną 455kHz co by zdecydowanie ułatwiło konstrukcję mieszacza itp.
    Ciekawy temat ale moim zdaniem jako teoretyczny.

    N.
  • #12 6180916
    kevin52
    Poziom 17  
    Chyba rzeczywiście nie ma co kombinować. Jeśli nie masz Tomek większego doświadczenia i nie chcesz robić wynalazków, nie kombinuj, wykorzystaj gotowe rozwiązania. Zaprojektuj sobie tego LM331 na jakiś rozsądny zakres np. 1kHz-10kHz, on ma w tym zakresie bardzo dobre parametry. Jako nadajnik/odbiornik wykorzystaj proste układy TX/RX IR, np jak w tym łączu laserowym z EP, albo np. tu: Link.
    Wykorzystaj z tego łącza tylko sam układ wzmacniacza diody i fototranzystora ze wzmacniaczem operacyjnym, oczywiście zamiast słuchawki będzie tu LM jako przetwornik f/U, no i zamiast lasera dobrą diodę nadawczą IR z pilota.
  • #13 6190109
    shadoweyes
    Poziom 20  
    Możesz użyć też nadajnika FM i odbiornika na pasmo np. 100k(150k; np. UL1242->odbiornik) układy takie były wykorzystywane do transmisji po sieci 220V. Możesz użyć również modulacji AM, ale jest mniej odporna na zakłócenia.
    Polecam książkę K.Dąbrowskiego Amatorska komunikacja cyfrowa. Mi się bardzo przydała przy pisaniu mojej pracy dyplomowej na temat "Optoelektroniczne łącze komunikacyjne
    na bardzo duże odległości". Ja wykorzystałem modulację OOK i laser.
  • #14 6195123
    tomekly84
    Poziom 10  
    Szukałem w sieci różnych rozwiązań z przetwornikami f/u u/f, ale nigdzie nie znalazłem jak skonfigurować LM331 aby dla napięcia 0V częstotliwość wynośiła np. 1kHz (czy wogóle da się uzyskać inną częstotliwość niż 0Hz?). Jeśli się nie da tego zrobić na LM331 to będę kombinował z innymi przetwornikami.

    Znalazłem tutaj ogólny zarys podobnych układów do transmisji.

    Cytat:
    Jeśli chodzi o wartości elementów...

    Uzupełnię wartości elementów, ale mam pytanko czy ideowo podłączenie diody LED i fotodiody jest w porządku?

    W tym pliku na rysunku nr. 3 jest przetwornik u/f w konfiguracji 0v -> 10kHz; 10V -> 100kHz. Ale nie wiem jak zrobić f/u o takich ustawieniach.

    Cytat:
    Ja wykorzystałem modulację OOK i laser.

    Twój układ służy do przesyłania danych cyfrowych (jeśli się nie mylę). Temat podobny ale rozwiązania bardzo się różnią.
  • #15 6197427
    shadoweyes
    Poziom 20  
    Tak mój układ służył do przesyłania danych cyfrowych. Swój możesz rozwiązać podobnie np. sygnał 0-10V zamieniasz na dane cyfrowe i przesyłasz po linii cyfrowej a w odbiorniku możesz zamienić z powrotem na analogowy. Zresztą zamiana U/F to też zamiana na dwa poziomy sygnału (cyfrowe O lub 1) ze zmienną częstotliwością.
  • #17 7853178
    barszczz
    Poziom 11  
    A nie zastanawiałeś się nad użyciem Timera 555 ?
    myślę, że to prostszy pomysł
    jak tam postęp z problemem ?

    Moderowany przez And!:

    Post raportowany.
    Proszę zwracać uwagę na daty postów,
    Regulamin p.13.

  • #18 7956293
    barszczz
    Poziom 11  
    Pytanie odnośnie nadajnika na LM331 ( w moim przypadku KA331)

    Układ podobny do Tomasza, Elementy powyliczane tak jak na schemacie:
    http://www.sonelec-musique.com/images/electronique_conv_tension_freq_001.gif

    Problem ze stabilnością częstotliwości oraz zmiana wypełnienia.
    Co do stabilności zapewne chodzi o elementy użyte w układzie ( inna tolerancja, rodzaj).
    Natomiast co do wypełnienia - Czy może ktoś podpowiedzieć czemu przy zmniejszaniu napięcia ( częstotliwości ) wypełnienie także się zmniejsza ?

    Na wyjściu sygnał prostokątny ponad 5V ( przy zasilaniu 12V) natomiast prądowo jest b.słabo. Zamierzam dać tranzystor i wzmocniony sygnał będzie sterował diodę. Może ktoś zaproponować inne rozwiązanie ?
REKLAMA