Použití snímačů TSOP17XX s přizpůsobenými frekvencemi

Integrované obvody řady TSOP17XX jsou speciální infračervené senzorové zařízení postavené pro reakci na specifický rozsah infračervených frekvencí a pro jejich převod na elektrický pulzní výstup. Vyznačuje se tak spolehlivou imunitou vůči jiným formám infračerveného signálu.

Vzhledem k této specifické střední nebo pásmové pracovní frekvenci TSOP17XX je obtížné použít tyto senzory k navrhování požadovaných nebo přizpůsobených obvodů dálkového ovládání založených na frekvenci.

V tomto příspěvku se pokusíme přijít na nápad, jak umožnit těmto senzorům pracovat s libovolnou požadovanou jedinečnou frekvencí, aby mohl být obvod zcela spolehlivý.

Základní pracovní princip senzorových modulů TSOP17XX

Pokud odkazujeme na datový list infračerveného senzoru TSOP17XX zjistili jsme, že IC má některé zásadní provozní pokyny pro zajištění správné a optimální funkce snímače v reakci na infračervený signál.

Aby byla zajištěna správná funkce snímače, musí být infračervený signál oscilován na hodnotě kmitočtu středního pásma zařízení a modulován při dávkách 10 až 70 cyklů s určitou mezerou po každém cyklu, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Obrázek nahoře jasně ukazuje, že infračervený paprsek z Tx musí být pulzován středovou frekvencí IC, která je obvykle mezi 30 kHz a 39 kHx, a modulován záblesky 10ms mezery.

TSOP reaguje na tento středofrekvenční signál a spouští ON, produkuje na svém výstupu replikovaný tvar vlny, přičemž 38kHz je vyrovnáno do dávek obyčejných pulzů obdélníkové vlny.

Tento složitý provozní průběh zajišťuje zvýšenou imunitu proti mnoha rušivým frekvencím, které mohou být přítomny v atmosféře vyzařované žárovkami, lke CFL, zářivkami atd.

Nevýhoda senzorů TSOP17XX

Přestože je snímač díky tomuto složitému vzoru příjmu signálu spolehlivý, pevná střední frekvence pro snímače TSOP omezuje jejich použití pouze na tento konkrétní frekvenční rozsah, což znemožňuje vytvoření jedinečných přizpůsobených obvodů dálkového ovládání IR pomocí těchto čipů.

Kvůli této nevýhodě lze systém dálkového ovládání založený na TSOP obvykle ovládat pomocí jakéhokoli běžného dálkového ovladače televizoru nebo DVD a pomocí kteréhokoli z tlačítek na řídicí jednotce.

V elektronice však vždy existuje řešení všeho, a také pro tyto senzory můžeme vytvořit design, který nám umožní používat IC s vybranou jedinečnou frekvencí podle našeho výběru, takže přijímač je přepínán pouze přes konkrétní kompatibilní pár Tx a ne u žádného dostupného společného vzdáleného sluchátka.

Návrh jedinečného kmitočtového obvodu dálkového ovládání TSOP

Z výše uvedené diskuse jsme pochopili, že senzory založené na TSOP vyžadují pro provoz záblesky o frekvenci 38 kHz nebo specifikovanou střední frekvenci, což naznačuje, že signál zahrnuje dvě frekvence, ve kterých je střední frekvence konstantní, ale četnost záblesku je proměnlivá a není kritická .

Myšlenkou je zachytit tuto frekvenci výbuchu v náš prospěch a použít filtr, který může tuto frekvenci rozpoznat pro spuštění výstupu.

Filtrační obvod lze snadno navrhnout pomocí Obvod dekodéru tónu LM567 , a použijte jej pro dekódování konkrétní frekvence shluku z výstupu snímače TSOP na straně přijímače.

Základní koncept je uveden v následujícím diagramu.

Kruhový diagram

Obvodový provoz

S odkazem na výše uvedené schéma zapojení pro implementaci TSOP17XX s přizpůsobenými frekvencemi vidíme, že se skládá ze 3 základních fází:

1. stupeň snímače TSOP17XX
2. stupeň detektoru frekvence založený na LM567
3. a klopný nebo bistabilní obvodový obvod založený na IC 4017.

Stupeň TSOP17XX je nakonfigurován ve standardním režimu, který snímá modulovanou frekvenci 38 kHz z vysílací jednotky Tx a vytváří pulzní čtvercovou vlnu, jak je uvedeno v prvním schématu.

Lze očekávat, že tento výstup z TSOP bude nést burstovou frekvenci, o kterou se zajímáme. Může být nastaven na 1kHz, 2kHz nebo cokoli pod 10kHz.

Nyní chceme, aby náš dekodérový stupeň LM567 správně detekoval tuto modulovanou frekvenci, proto musíme zajistit, aby se R1 / C1 fáze LM567 vypočítal tak, že se interní oscilátor zablokuje na stejnou frekvenci, která odpovídá frekvencím modulačních frekvencí z výstupu TSOP .

Jakmile jsou tyto parametry nastaveny, můžeme očekávat, že se LM567 zablokuje, jakmile je zvolená frekvence detekována z výstupu TSOP78XX, zatímco jakákoli jiná modulační frekvence je jednoduše odmítnuta.

Při detekci správně přiřazené frekvence generuje výstup LM567 na svém pinu č. 8 odpovídající nízký spouštěcí signál a aktivuje připojený flip flop vstupní pinu č. 14 přes PNP.

Tímto způsobem jsme schopni přiřadit různé jedinečné frekvence, abychom zajistili, že spouštění přijímače je povoleno pouze prostřednictvím odpovídajícího sluchátka Tx, a nikoli pomocí žádného běžného dálkového ovladače TV.

Vytvoření obvodu přizpůsobeného vysílače (Tx)

Ve výše uvedené diskusi jsme se dozvěděli, jak lze snímač TSOP17XX provozovat s přizpůsobenou frekvencí pomocí detektoru frekvence, což však také znamená, že pro generování přizpůsobených infračervených signálů bude také nutné vytvořit jedinečně vysílač (Tx).

Následující obrázek ukazuje, jak to lze implementovat pomocí jediného IC 4049 a několika pasivních prvků:

Všech 6 bran je z IC 4049, R3 mohou být 10K rezistory, zatímco předvolby mohou být 100K. Bude třeba vybrat čepice C1 s některými praktickými experimenty. Diodou může být 1N4148, zbývající rezistory mohou být vybrány 2K2.

Jak je vidět na horním páru bran spolu s R3, přednastavenými a C1 je konfigurován jako volně běžící oscilátor, spodní část má také identický stupeň.

Horní část je přiváděna do mezilehlé vyrovnávací brány, jejíž výstup je nakonec spojen s IR fotodiodou vysílače.

Celá sekce je nakonfigurována tak, aby generovala základní středovou frekvenci pro kompatibilitu TSOP17XX, která se může pohybovat od 32kHz do 38kHz v závislosti na specifikaci vybraného senzoru.

Dolní oscilátor má být nízkofrekvenční modulační stupeň, který lze vidět integrovaný s horní částí přes diodu. Tato nízká frekvence přepíná horní vysokou frekvenci pro generování požadovaných „38kHz dávek“ na IR vysílací diodě.

Tato nízká frekvence se ve skutečnosti stává naší jedinečnou frekvencí nebo zamýšlenou přizpůsobenou frekvencí dálkového ovládání, kterou je třeba porovnat s frekvencí LM567, aby si obě frekvence během IR komunikace mezi jednotkami Tx a Rx „potřásly rukou“.

Nízkou frekvenci lze zvolit kdekoli mezi 1kHz a 10kHz a tento zvolený rozsah by měl být přesně nastaven pro fázi LM567 vhodným nastavením hodnot R1 / C1.

Tím končí naše diskuse o tom, jak upravit obvod snímače TSOP17XX tak, aby vyhovoval přizpůsobeným speciálním frekvenčním rozsahům nebo jedinečně vybraným frekvenčním rozsahům, aby byl systém dálkového ovládání naprosto spolehlivý a osobní.

Pokud máte ohledně konceptu jakékoli pochybnosti, pole pro komentář je vaše!