Υπέρυθρο πομπό: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το άρθρο σας δείχνει πώς να φτιάξετε έναν αναλογικό πομπό υπερύθρων.

Αυτό είναι ένα παλιό κύκλωμα. Σήμερα οι δίοδοι λέιζερ χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση ψηφιακών σημάτων μέσω οπτικών ινών.

Αυτό το κύκλωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετάδοση ηχητικού σήματος μέσω υπέρυθρων. Θα χρειαστείτε έναν δέκτη για να εντοπίσετε το μεταδιδόμενο σήμα. Το σήμα δεν χρειάζεται να διαμορφωθεί.

Προμήθειες

Εξαρτήματα: NPN BJT ισχύος τρανζίστορ, ψύκτρα, μονωμένα καλώδια, πίνακας μήτρας, 1 αντίσταση kohm - 5, αντίσταση 100 ohm - 3 (ανάλογα με την ποσότητα πομπών που χρησιμοποιείτε), διπολικό πυκνωτή 100 uF, 1 ποτενσιόμετρο 1 Megohm - 2, ισχύ πηγή (3 V ή 4,5 V - μπορεί να εφαρμοστεί με μπαταρίες AA/AAA/C/D).

Εργαλεία: απογυμνωτής σύρματος, πένσα.

Προαιρετικά εξαρτήματα: συγκόλληση, μεταλλικό σύρμα 1 mm, πάστα μεταφοράς θερμότητας.

Προαιρετικά εργαλεία: κολλητήρι, παλμογράφος USB.

Βήμα 1: Σχεδιάστε το κύκλωμα

Μην αυξάνετε το Rb1 πάνω από 1 kohm. Διαφορετικά, το τρανζίστορ δεν θα κορεστεί.

Διαμόρφωσα τον πομπό υπερύθρων με τέσσερις διόδους. Εάν κάθε δίοδος έχει δυναμική τάση 0,7 V τότε η συνολική τάση σειράς θα είναι 2,8 V ή περίπου 3 V. Αυτή ήταν η πτώση τάσης στον πομπό υπέρυθρων.

Η αντίσταση Ra μπορεί να έχει οποιαδήποτε τιμή από 1 kohm έως 1 Megohm.

Διαπίστωσα ότι η προσθήκη της τιμής Rc στο κύκλωμα τρανζίστορ αύξησε το κέρδος αυτού του ενισχυτή. Όταν η τάση εισόδου είναι πολύ χαμηλή, το τρανζίστορ είναι OFF, χαμηλό ρεύμα πόλωσης εισέρχεται στη βάση του τρανζίστορ με Vce (τάση εκπομπής συλλέκτη κοντά στο μηδέν). Η αντίσταση Rc αυξάνει την τάση Vce του τρανζίστορ όταν το τρανζίστορ είναι OFF. Μπορείτε να δοκιμάσετε την τιμή Rc των 10 kohms ή ακόμα και των 100 kohms και να δείτε αν αυτό θα αυξήσει το κέρδος επειδή η χαμηλή τιμή Rc (ακόμη και 1 kohm) δημιουργεί μια επίδραση φόρτωσης στην έξοδο του τρανζίστορ. Ωστόσο, η σύνδεση υψηλών τιμών αντίστασης Rc είναι σαν να μην χρησιμοποιείτε καθόλου την αντίσταση Rc.

Ωστόσο, αντίθετα με την προσθήκη αντίστασης Rc σε ανιχνευτές LED γενικής χρήσης τρανζίστορ μειώνει μόνο το κέρδος και έτσι ΔΕΝ χρησιμοποιήθηκε σε αυτά τα είδη:

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

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

Είναι καλύτερο να υποθέσουμε ότι κάθε τύπος τρανζίστορ έχει τα δικά του μοναδικά χαρακτηριστικά.

Βήμα 2: Προσομοιώσεις

Οι προσομοιώσεις PSpice δείχνουν ένα πολύ υψηλό κέρδος και αυτός είναι ο λόγος που συνέδεσα το ποτενσιόμετρο εξασθένησης με την είσοδο.

Οι υψηλές τιμές ποτενσιόμετρου επηρεάζουν τη συχνότητα φίλτρου υψηλής διέλευσης. Ωστόσο, μην χρησιμοποιείτε ποτενσιόμετρα κάτω από 1 kohms. Καλύτερα να χρησιμοποιείτε τουλάχιστον 10 kohms για να αποφύγετε πιθανή ζημιά στην έξοδο ήχου.

Βήμα 3: Δημιουργήστε το κύκλωμα

Χρησιμοποίησα αντιστάσεις υψηλής ισχύος. Δεν χρειάζεστε αντιστάσεις υψηλής ισχύος για αυτό το κύκλωμα. Πιθανώς τα Rd1 και Rd2 πρέπει να έχουν υψηλή ισχύ εάν αυξήσετε την τάση τροφοδοσίας και χρησιμοποιήσετε υπέρυθρες διόδους υψηλού ρεύματος.

Προσδιόρισα τροφοδοτικό 3 V στο σχεδιασμό του κυκλώματος επειδή ορισμένες διόδους υπερύθρων έχουν μέγιστη τάση πόλωσης προς τα εμπρός μόνο 2 V. Αυτό σημαίνει ότι το μέγιστο ρεύμα διόδου θα είναι: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (3 V - 2 V - 0,25 V) / 100 ωμ

= 0,75 V / 100 ohms = 7,5 mA

Ωστόσο, οι δίοδοι που χρησιμοποίησα έχουν μέγιστη τάση πόλωσης προς τα εμπρός 3 V. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποίησα παροχή 4,5 V (όχι 3 V) και το μέγιστο ρεύμα διόδου στο ρεύμα κυκλώματος μου ήταν:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (4,5 V - 3 V - 0,25 V) / 100 ωμ

= 1,25 V / 100 ohms = 12,5 mA

Βήμα 4: Δοκιμή

Εισήγαγα την εξασθένιση του ποτενσιόμετρου επειδή ο ενισχυτής τρανζίστορ είχε πολύ μεγάλο κέρδος, κορεσμένος έτσι η έξοδος που δεν είναι κατάλληλη για ηχητικά σήματα που απαιτούν γραμμική ενίσχυση και μετάδοση.

Συνδέω το πορφυρό κανάλι σε έναν από τους κόμβους πομπών υπερύθρων (ο δεύτερος κόμβος συνδέεται με την τροφοδοσία).

Η γεννήτρια σήματος μου έχει μέγιστη έξοδο 15 V κορυφή ή 30 V κορυφή σε κορυφή. Ωστόσο, για τα γραφήματα παραπάνω έθεσα τη γεννήτρια σήματος στις ελάχιστες ρυθμίσεις. Ο παλμογράφος USB μου δείχνει λάθος κλίμακα για το γαλάζιο κανάλι. Το πλάτος του σήματος εισόδου ορίστηκε περίπου 100 mV κορυφή.

Το κύκλωμά μου δεν δοκιμάστηκε με δέκτη υπερύθρων. Μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας.