فرستنده مادون قرمز: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این مقاله نحوه ساخت فرستنده آنالوگ مادون قرمز را به شما نشان می دهد.

این یک مدار قدیمی است. امروزه از دیودهای لیزری برای انتقال سیگنال های دیجیتال از طریق فیبرهای نوری استفاده می شود.

از این مدار می توان برای انتقال سیگنال های صوتی از طریق مادون قرمز استفاده کرد. برای تشخیص سیگنال منتقل شده به گیرنده نیاز دارید. سیگنال نیازی به تعدیل ندارد.

تدارکات

اجزاء: ترانزیستور قدرت NPN BJT ، سینک حرارتی ، سیم های عایق ، تخته ماتریس ، 1 مقاومت کوم - 5 ، مقاومت 100 اهم - 3 (بسته به میزان فرستنده هایی که استفاده می کنید) ، خازن دو قطبی 100 uF ، 1 پتانسیومتر 1 مگا اهم - 2 ، قدرت منبع (3 ولت یا 4.5 ولت - قابل اجرا با باتری های AA/AAA/C/D).

ابزار: سیم برنده ، انبردست.

اجزای اختیاری: لحیم ، سیم فلزی 1 میلی متر ، خمیر انتقال حرارت.

ابزارهای اختیاری: آهن لحیم کاری ، اسیلوسکوپ USB.

مرحله 1: طراحی مدار

Rb1 را بیشتر از 1 اهم افزایش ندهید. در غیر این صورت ترانزیستور اشباع نمی شود.

من فرستنده مادون قرمز را با چهار دیود مدل کردم. اگر هر دیود دارای ولتاژ بالقوه 0.7 ولت باشد ، ولتاژ کل سری 2.8 ولت یا حدود 3 ولت خواهد بود. این افت ولتاژ در فرستنده مادون قرمز من بود.

مقاومت Ra می تواند هر مقدار از 1 اهم تا 1 مگا اهم باشد.

دریافتم که افزودن مقدار Rc به مدار ترانزیستور باعث افزایش سود این تقویت کننده می شود. هنگامی که ولتاژ ورودی بسیار پایین است ترانزیستور خاموش است ، جریان بایاس کم وارد پایه ترانزیستور با Vce (ولتاژ امیتور جمع کننده نزدیک صفر) می شود. هنگامی که ترانزیستور خاموش است ، مقاومت Rc ولتاژ Vce ترانزیستور را افزایش می دهد. می توانید مقدار Rc 10 یا حتی 100 کرمه را امتحان کنید و ببینید آیا این افزایش را افزایش می دهد یا خیر زیرا مقدار Rc پایین (حتی 1 کmم) بر بار خروجی ترانزیستور تأثیر می گذارد. با این حال ، اتصال مقادیر مقاومت Rc بالا مانند استفاده نکردن از مقاومت Rc است.

با این حال ، برعکس افزودن مقاومت Rc به آشکارسازهای LED ترانزیستورهای عمومی فقط سود را کاهش می دهد و بنابراین در آن مقالات استفاده نمی شود:

www.instructables.com/id/LED-Small-Signal-Detector/

www.instructables.com/id/Ultrasonic-Alien/

بهتر است فرض کنیم که هر نوع ترانزیستور ویژگی های منحصر به فرد خود را دارد.

مرحله 2: شبیه سازی

شبیه سازی PSpice سود بسیار بالایی را نشان می دهد و به همین دلیل است که من پتانسیومتر تضعیف را به ورودی وصل کردم.

مقادیر بالای پتانسیومتر بر فرکانس بالای عبور فیلتر تأثیر می گذارد. اما از پتانسیومترهای زیر 1 اهم استفاده نکنید. برای جلوگیری از آسیب احتمالی به خروجی صدا ، بهتر است حداقل از 10 سرمه استفاده کنید.

مرحله 3: ساختن مدار

من از مقاومتهای قدرت بالا استفاده کردم. برای این مدار نیازی به مقاومت های قدرت بالا ندارید. اگر ولتاژ تغذیه را بالا ببرید و از دیودهای مادون قرمز جریان بالا استفاده کنید ، احتمالاً Rd1 و Rd2 باید دارای قدرت بالا باشند.

من منبع تغذیه 3 ولت را در طراحی مدار مشخص کردم زیرا برخی از دیودهای مادون قرمز حداکثر ولتاژ بایاس رو به جلو فقط 2 ولت دارند. این بدان معناست که حداکثر جریان دیود این خواهد بود: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (3 ولت - 2 ولت - 0.25 ولت) / 100 اهم

= 0.75 ولت / 100 اهم = 7.5 میلی آمپر

با این حال ، دیودهایی که استفاده کردم دارای حداکثر ولتاژ بایاس 3 رو به جلو 3 ولت است به همین دلیل از منبع تغذیه 4.5 ولت (نه 3 ولت) استفاده کردم و حداکثر جریان دیود در جریان مدار من این بود:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (4.5 ولت - 3 ولت - 0.25 ولت) / 100 اهم

= 1.25 ولت / 100 اهم = 12.5 میلی آمپر

مرحله 4: آزمایش

من تضعیف پتانسیومتر را معرفی کردم زیرا تقویت کننده ترانزیستور سود بسیار بالایی داشت ، بنابراین خروجی را که برای سیگنال های صوتی که نیاز به تقویت و انتقال خطی دارند مناسب نیست ، اشباع کرد.

من کانال بنفش را به یکی از گره های فرستنده مادون قرمز وصل کردم (گره دوم به منبع تغذیه متصل است).

خروجی سیگنال من حداکثر خروجی 15 ولت پیک یا 30 ولت پیک تا اوج دارد. با این حال ، برای نمودارهای بالا ، ژنراتور سیگنال را روی حداقل تنظیمات تنظیم کردم. اسیلوسکوپ USB من مقیاس اشتباه را برای کانال آبی روشن نشان می دهد. دامنه سیگنال ورودی حدود 100 میلی ولت تنظیم شد.

مدار من با گیرنده مادون قرمز آزمایش نشده است. شما می توانید این را خودتان تهیه کنید.