distancia de transmisión del receptor IR

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Estoy tratando de entender lo que significa un receptor de IR que tiene un rango de transmisión de, por ejemplo, para TSOP1738, 35m. Por ejemplo, si el receptor funciona a 38 kHz, ¿qué tan sensible sería a los transmisores IR LED que están muy lejos pero que funcionan a la misma frecuencia modulada con un rango de emisión mucho menor de unos pocos centímetros? ¿Alguna vez los detecta? Supongo que, dado que tiene un amplio rango, debería poder detectar cualquier onda de 38 kHz (incluso débil) que circule alrededor. En caso de que los detecte a larga distancia, ¿cómo lo hace? Por favor, aclaren esto para mí.

    
pregunta dirac16

3 respuestas

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Este dispositivo

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tiene un fotodiodo IR detrás de un filtro IR. Si hay algo de radiación IR, el diodo comienza a conducir y genera un voltaje para "circuito de entrada". Ese voltaje es analizado, tiene un porcentaje suficientemente notable de fluctuación de 38 kHz. Si es así, se genera una detección positiva como estado lógico BAJO.

35 metros no es el alcance del receptor, es la distancia, a qué distancia Se promete que TSOP1738 y el diodo IR TSIP5201 trabajarán juntos . La versión de TSOP1738 a 38 kHz detecta una radiación IR pulsada de 38 kHz adecuada si su intensidad en la apertura del receptor (= el sector observado) es de 0,35 mW / metro cuadrado o más y ninguna otra fuente de IR pasa la señal adecuada. TSOP1738 no le importa (o más exactamente: no sabe) qué tan lejos o cerca está el transmisor. La detección también puede ocurrir a 1 m ó 100 m, si solo hay un transmisor suficientemente potente. Se promete que TSOP1738 será tan sensible que el diodo IR TSIP5201 con unidad de 400 mA promete ser lo suficientemente poderoso como para ser detectable en todas las distancias de 0 a 35 m. Si la distancia es superior a 35 m, algunas personas afortunadas (receptor o transmisor) pueden estar fuera de las tolerancias, por lo que la detección aún es posible sin ninguna óptica adicional, pero no está garantizada. Agregar algunos reflectores o lentes o cambiar un transmisor más potente puede aumentar fácilmente el rango de operación.

¿Qué es lo suficientemente fuerte como para hacer rodar la señal correcta? Se puede leer de la hoja de datos al menos hasta cierto punto. Por ejemplo, la figura 3 muestra cómo aumenta la intensidad mínima detectable de la señal adecuada cuando aumenta la intensidad de la radiación IR de la misma longitud de onda ambiental.

Este dispositivo no proporciona otra información que no sea "¿Hay una cantidad detectable de IR de impulsos en la frecuencia correcta y al mismo tiempo la intensidad total suficiente de las señales de IR perturbadoras" - Sí o no?

Este dispositivo no puede hacer ninguna diferencia entre dos fuentes de señal pulsada correctamente. Si tiene dos fuentes IR de impulsos de 38 kHz diferentes y se envían simultáneamente, su interferencia puede ser impredecible. Es posible que vea una serie rápida de detecciones positivas y negativas que cambian a positivo continuo cuando se detiene una de las fuentes.

¿Cómo afecta un IR pulsado que tiene una frecuencia incorrecta? ¿Y es también detectable ?. Esto exige cálculos complejos o pruebas. Este último es seguramente un método más confiable debido a los escasos datos disponibles sobre el proceso de filtrado y detección. Para cálculos exactos, esta hoja de datos no está lo suficientemente detallada, es necesario hacer muchas suposiciones. Pero un ingeniero de teoría de la comunicación genuino puede adivinar los detalles lo suficientemente cerca.

Debe tener en cuenta que la intensidad requerida de 0,35 mW / metro cuadrado se puede producir desde lejos o desde cerca. La potencia de salida del transmisor y cómo la radiación se dirige mediante el uso de reflectores o lentes afectan. El IR no atraviesa las paredes, pero un vidrio ordinario todavía es lo suficientemente transparente para este dispositivo y los espejos también funcionan.

La radiación diverge a un área más grande cuando se propaga. Para duplicar la distancia de detección sin insertar lentes o espejos cóncavos para el área de captura del receptor más grande o un haz de transmisión más estrecho, debe cuadruplicar la potencia de transmisión. Puede ser sorprendente, cómo la señal débil es detectable desde cerca y cuánta potencia de transmisión se necesita desde lejos.

    
respondido por el user287001
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Este chip utiliza AGC con un BPF con una Q de ~ 10 para mejorar la relación señal / ruido y, por lo tanto, tiene un amplio rango dinámico para la distancia y el rechazo del ruido. Un simple comparador de salida detecta la duración de la luz apagada por impulsos en relación con el pico que está regulado por AGC. es decir, portador estable = 0. Pulsado fuera = 1

Las condiciones necesarias para un "0" de salida activa son que la longitud de onda IR debe ser 950nm +/- 100nm (50% de pérdida), modulada a 38kHz (5% de error reduce la señal 50%) y sostenida inicialmente durante 0,8 ms. puede ser activado / desactivado aún más con 600 u. bits o 1.67 kbaudios aproximadamente, aunque 1200 baudios es ideal para un rango o > 10 ciclos de portadora por bit.

  

El amplio rango de recepción para la distancia se debe al amplio rango de control automático de ganancia (AGC) de los impulsos de ráfaga en un ancho de banda estrecho (Q = 10) de impulsos, longitud de onda de la luz y blindaje electromagnético incorporado del detector de fotos. (PD) y amplificador. Una fuente de alimentación limpia es esencial.

La lente proporciona cierta ganancia en el eje horizontal en el centro, pero aún así tiene un ángulo de recepción total de ~ 130 grados a media potencia.

Pérdida de trayectoria (como Friis loss for RF) sigue una pérdida dinámica al cuadrado inverso medida con una sensibilidad de potencia de señal de 0.35 (típico) mW / m².

El umbral de detección se fija de tal manera que es poco probable que el ruido ambiental dispare la duración de un patrón de inicio necesario para decodificar un comando si hubiera una salida ruidosa. Esto requiere una modulación sostenida de 38kHz IR pulsado durante al menos 0,8 ms para permitir que AGC capture la señal antes de que el bit de datos siga variando el ciclo de trabajo.

Tiene un alto rechazo de parpadeo de 100 / 120Hz además del "filtro de bloqueo de luz diurna" teñido de negro que es transparente en las longitudes de onda IR.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Suponga 10 milivatios de IR, emitidos en un cono de + -19 grados; a 10 metros, este + -19 grados (1/3 de un radián) proporciona una cobertura de + - 1/3 * 10 m en X y en Y, o 6,6 metros en X y 6,6 metros en Y, o área de 43 metros cuadrados.

Suponga que el fotodiodo receptor (sensibilidad 1 amp / vatio, 1ua / uW) tiene una lente de 5 mm por 5 mm. La energía del fotodiodo es de 10 mW * (0.005m * 0.005m) / 43meter ^ 2 o 6 nanoWatts. Por lo tanto, la corriente es de 6 nanoAmps.

En una resistencia de 100Kohm, Vout es de 600 microVoltsPP o 200uVrms. Suponga que la capacitancia de 10pF en ese nodo, con Vc = sqrt (K * T / C) nos indica que el nivel de ruido es de 20 microVoltios debido a 100Kohm. El ruido del disparo del fotodiodo es adicional.

¿Qué tan buena es esta señal? Ancho de banda 1/2 * pi R C = 159KHz, sin duda adecuado para la "onda cuadrada" de 38KHz y algunos datos informales OOK de activación o desactivación. La relación de ruido de señal (SNR) es 200 uVrms / 20 uVrms = 10: 1 o 20dB. Para la modulación on-off, su BitErrorRate BER será muy baja, tal vez 1 en un trillón de bits a 20dB SNR.

Pero querías 35 metros, no 10 metros. Eso reduce la potencia en 1 / (3.5 * 3.5) u otro factor de 10; la corriente del fotodiodo reduce un factor de 10, y la tensión en el receptor también cae 10: 1, y la SNR se convierte en 0 dB. ¿Lo que se debe hacer? Reduzca el ancho de banda.

Considera usar el Signetics / Philips / ??? Decodificador de tono NE567 con bucle de bloqueo de fase interno.

Y tiene como fotodetector un foto-transistor, polarizado para que la luz del sol y 60Hz se anulen, mientras que el 38KHz se transmite con fuerza.

    
respondido por el analogsystemsrf

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