Jak zbudować prosty obwód nadajnika i odbiornika podczerwieni za pomocą timera 555?

Nadajnik i odbiornik podczerwieni są powszechnie używane do bezprzewodowego sterowania urządzeniami elektronicznymi, głównie za pomocą pilota. Najlepszym przykładem nadajników podczerwieni są piloty TV i piloty AC. Telewizor zazwyczaj składa się z TSOP1738 jako odbiornika podczerwieni, który wykrywa modulowane impulsy IR i przekształca je w sygnał elektryczny. Tutaj w naszym obwodzie budujemy pilota na podczerwień i jego odbiornik. Używamy diody podczerwieni jako nadajnika i TSOP1738 jako odbiornika podczerwieni.

Jak działa dioda podczerwieni?

Dioda IR emituje światło podczerwone, czyli emituje światło w zakresie częstotliwości podczerwieni. Nie możemy zobaczyć światła podczerwonego naszymi oczami, są one niewidoczne dla ludzkich oczu. Długość fali podczerwieni (700 nm - 1 mm) jest nieco większa niż normalne światło widzialne. Wszystko, co wytwarza ciepło, emituje podczerwień jak nasze ludzkie ciało. Podczerwień ma takie same właściwości jak światło widzialne, ponieważ może być skupiona, odbijana i spolaryzowana jak światło widzialne.

Oprócz emitowania niewidzialnego światła podczerwonego, dioda podczerwieni wygląda jak zwykła dioda LED, a także działa jak zwykła dioda LED, co oznacza, że ​​zużywa prąd 20 mA i moc 3 V. Diody IR mają kąt świecenia ok. 20-60 stopni i zakres ok. kilka centymetrów do kilku stóp, zależy to od typu nadajnika podczerwieni i producenta. Niektóre nadajniki mają zasięg w kilometrach.

Odbiornik podczerwieni (TSOP17XX)

TSOP17XX odbiera modulowane fale podczerwone i zmienia ich moc wyjściową. TSOP jest dostępny w wielu zakresach częstotliwości, takich jak TSOP1730, TSOP1738, TSOP1740 itp. Ostatnie dwie cyfry reprezentują częstotliwość (w Khz) modulowanych promieni IR, na które odpowiada TSOP. Na przykład TSOP1738 reaguje, gdy odbiera promieniowanie podczerwone modulowane przy 38 kHz. Oznacza to, że wykrywa podczerwień, która włącza się i wyłącza z częstotliwością 38 kHz. Wyjście TSOP jest aktywne na niskim poziomie, co oznacza, że ​​jego wyjście jest WYSOKIE, gdy nie ma IR, i staje się niskie, gdy wykryje promieniowanie IR. TSOP działa na określonej częstotliwości, więc inne IR w środowisku nie mogą zakłócać, z wyjątkiem modulowanego IR o określonej częstotliwości. Ma trzy piny, uziemienie, Vs (zasilanie) i PIN WYJŚCIOWY.

Schemat obwodu nadajnika podczerwieni

Używamy TSOP1738 jako odbiornika podczerwieni, więc musimy wygenerować modulowaną podczerwień 38 kHz. Możesz użyć dowolnego TSOP, ale musisz wygenerować IR o odpowiedniej częstotliwości jako TSOP. Więc używamy timera 555 w trybie Astable, aby oscylować IR z częstotliwością 38 kHz. Jak wiemy o częstotliwości oscylacji timera 555 decyduje rezystor R1, R2 i kondensator C1. Jak widać w obwodzie nadajnika podczerwieni Blow, użyliśmy kondensatora 1k R1, 20K R2 i 1nF do generowania częstotliwości ok. 38 kHz. Można to obliczyć za pomocą następującego wzoru: 1,44 / ((R1 + 2 * R2) * C1).

Styk wyjściowy 3 układu scalonego timera 555 został podłączony do diody LED IR za pomocą rezystora 470 i przełącznika przyciskowego. Za każdym naciśnięciem przycisku obwód emituje modulowaną podczerwień z częstotliwością 38 kHz. Kondensator 100 uF jest podłączony w poprzek zasilania, aby zapewnić stałe zasilanie obwodu, bez żadnych tętnień.

Schemat obwodu odbiornika podczerwieni

Obwód odbiornika podczerwieni jest bardzo prosty, wystarczy podłączyć diodę LED do wyjścia TSOP1738, aby przetestować odbiornik. Użyliśmy tutaj tranzystora BC557 PNP, aby odwrócić efekt TSOP, co oznacza, że ​​gdy wyjście jest WYSOKIE, dioda LED będzie wyłączona i gdy wykryje IR i wyjście jest niskie, dioda LED będzie włączona. Tranzystor PNP zachowuje się odwrotnie do tranzystora NPN, działa jak otwarty przełącznik, gdy napięcie przyłożone jest do jego bazy i działa jak zamknięty przełącznik, gdy na jego podstawie nie ma napięcia. Tak więc normalnie wyjście TSOP pozostaje WYSOKIE, a tranzystor zachowuje się jak otwarty przełącznik, a dioda LED będzie wyłączona. Gdy tylko TSOP wykryje podczerwień, jego moc wyjściowa staje się niska, a tranzystor zachowuje się jak zamknięty przełącznik i dioda LED będzie włączona. Jak widać na poniższym schemacie odbiornika podczerwieniRezystor 10k służy do zapewnienia właściwego polaryzacji tranzystora, a rezystor 470ohm jest używany na diodzie LED do ograniczenia prądu. Tak więc za każdym razem, gdy naciśniemy przycisk na nadajniku IR, zostanie on wykryty przez TSOP1738 i dioda LED zaświeci się.

Dodatkowo zmodyfikowaliśmy ten obwód, używając przekaźnika do sterowania urządzeniami sieciowymi AC za pomocą pilota na podczerwień, w tym zdalnie sterowanym obwodzie przełącznika. Sprawdź naszą sekcję układów elektronicznych, aby poznać i zbudować ciekawsze układy i proste projekty.