SenzorNaslov.gif (3683 bytes)

TSOP 18xxNa levi sliki je prikazana blok shema integriranega IR sprejemnika z vsemi svojimi funkcijami. Na vhodu je IR dioda, kateri sledi vhodni ojačevalnik (1). Kontrolno vezje (2) povečuje ali zmanjšuje ojačanje avtomatske kontrole ojačanja (3) (AGC = automatic gain controll). Za njim sledi prepustnik frekvence (4) in demodulator (5), ki je tudi kontroliran. Na izhodu je tranzistor s svojim koletorskim uporom. Frekvenca Band Pass-a je podana v zadnjih dveh številkah oznake integrirca ( TSOP 18xx).
   AGC (avtomatska regulacija ojačanja) zna biti dvorezen meč pri napajanju izvora izmeničnega signala in senzorja iz istega izvora. Proizvajalci senzorjev priporočajo preprost RC filter v napajanju senzorja.
   V sredini je izgled IR sprejemnika TSOP 18xx. Pred IR diodo je majhna leča, ki je pravzaprav pri uporabi kot senzor za robota moteča, saj služi zato da dioda sprejema v čim širšem krogu. Ta problem sem rešil z zmanjšanjem moči (povečanje vrednosti R5) na oddajni IR diodi in tulcem iz termoskrčljive cevke na njej. S tem sem dosegel da  je vsaj oddajni snop svetlobe usmerjen v določeno smer. Malo poizkušanja da najboljši rezultat.
   Na naslednjih slikah so prikazani priključki treh različnih IR sprejemnikov. Namerno sem narisal več različnih IR sprejemnikov, ker se mi je zgodilo da sem v dobri veri da so se vsi proizvajalci držali istega razporeda priključkov zmotil, ko sem dobil nekaj podobnega po obliki in brez oznake in mislil da to ni IR sprejemnik ali pa je pokvarjen. Spodaj na tej strani je še več različnih oblik in tipov senzorjev.

555 kot oscilator za IR senzorje

555 kot oscilator za IR senzorje

      Kot oscilator uporabljam IC 555 vezan kot astabilni multivibrator. Integrirec je poceni, stabilnost oscilatorja pa je za te potrebe popolnoma zadovoljiva, saj ni Band Pass v sprejemniku preveč ozkopasoven. Za doseg čim večjega dosega prenosa podatkov pri IR komandah so dali v telekomandi razmerje med signalom in pavzo okoli 10% in tok skoz IR diodo celo do 1 A. V vezju na desni je to razmerje 15%, tako da je potrebno povečevati upor R5 v kolektorju drugega tranzistorja zaradi prevelike občutljivosti pri uporabi kot senzor robota. Za točno frekvenco 36 kHz je treba malo menjati vrednost upora R3. Oscilator je zadosti stabilen saj je TSOP 1836 relativno širokopasoven. Za uporabo v robotu sem R5 povečal na 1k Ohm in s tem zmanjšal razdaljo na okoli 15 cm. Poleg tega sem obe IR diodi postavil v smeri 45 o od smeri hoje ali vožnje. To se vidi najlepše na sliki vozička. Ker je tok skozi IR diodi sorazmerno majhen oscilator dela stalno in je priključen pred stabilizatorjem za PIC16F84 in senzorje direktno na akumulatorje. S tem se izognemo tudi eventualnim motnajm preko napajanja senzorjev.

TSOP18xx sprejemnik

    Za preizkušanje občutljivosti senzorja si je najenostavneje narediti to preprosto vezje, s katerim lahko nastavljamo občutljivost. Enostavno postavimo oscilator z IR oddajno diodo in tole enostavno vezje eno poleg drugega in opazujemo kaj se dogaja. Pri tem moramo na IR oddajno diodo vsekakor natakniti cevko iz termoskrčljivega materiala. Paziti moramo tudi na to da IR dioda oddaja tudi nazaj in da je oscilator na pravi frekvenci IR sprejemnika. Na svojih robotih uporabljam poenostavljen oscilator ker ne rabim občutljivosti večje od 10 cm. Z zgornjim oscilatorjem in tem vezjem se da narediti preprosto IR daljinsko komando, samo LED in njen predupor zamenjamo z relejem. Paralelno z relejem je pametno dodati zaščitno diodo. Napajanje mora biti dobro filtrirano, saj lahko pride 38 kHz signal preko napajanja na sprejemnik. Zadostuje že 1 mV izmenične komponente v napajanju in ga senzor zazna (čitaj zgoraj o AGC). Na sliki levo, je v napajanju sprejemnika RC filter (47 Ohm, 100 nF).

     Za eksperimente z IR in RC5 sprejemniki pride prav preizkusna ploščica iz programa PC v praksi. Na njo sem postavil vse elemente, ki so potrebni za eksperimente. Z malim programom > Logger < napisanem v Visual Basic-u se da nato videti RC5 signal TV daljinca. Pozor! Port.dll je treba prekopirati v sistemski meni računalnika.

IR sprejemnik na testni ploščici

IR sprejemnik na testni ploščici

Shema IR sprejemnika

Shema IR sprejemnika na testni poščici priključeni na COM port


RC5 protokol za IR telekomande

    Diagram spodaj prikazuje RC5 protokol in njegovo sestavo. RC5 protokol uporablja t.i. bifazni signal. Informacija je skrita v menjavi faze. Najkasneje po 1,77 ms menja signal svoj nivo. Sprejemnik se lahko po teh spremembah nivoja vedno znova sinhronizira. Signal začenja vedno z enako dolgimi začetnimi sekvencami. Nato sledijo tri podatkovna področja, pri čem menjava nivoja v dolžini 1,77 ms predstavlja  podatkovne bite. Po vsaki taki menjavi nivoja čaka sprejemnik okoli 0,88 ms, nasledja menjava novoja je sinhronizacijska točka kot tudi bitna informacija. V principu se lahko tako prenašajo poljubno dolge informacije. Pri RC5 signalu je to točno 12 bitov.

Primer signala RC5 z naslovom 5 in tipko 7

Kontrolni bit (Ctrl) se menja pri vsakem pritisku na tipko med 1 in 0. Sprejemnik lahko na ta način loči med stalno in večkrat kratko pritisnjeno tipko. Naslov naprave (Adress) vsebuje 5 bitov, pri čem so višjevredni biti prenešeni najprej. Naslov za televizor je 0, za videorekorder pa 5. Tako je omogočena uporaba več različnih naprav v istem prostoru. Podatkovno (Data) območje signala sestavlja 6 bitov za 64 različnih tipk. Tudi tu so višjevredni biti prenešeni najprej. Z malim programom > RC5 < tudi napisanem v Visual Basic-u lahko vidiš vse tri podatke, ki jih pošilja določen daljinec. Port.dll je treba prekopirati v sistemski meni računalnika. Več o tem se najde na Internetu, samo je potrebno vnesti v nek iskalnik "RC5 protocoll".

    Spodnja slika prikazuje primer pritisnjene tipke za vklop in izklop televizorja Samsung.

Izklop TV Samsung


Frekvencmeter za IR oscilator

    Ker sem dobil goro vprašanj v zvezi s tem kako nastaviti frekvenco oscilatorja, sem se odločil narediti ta mali instrument, ki je pri nastavljanju v veliko pomoč.

Pripomoček za umerjanje IR oscilatorja

Celoten instrument se da z malo truda in preciznosti vgraditi v ohišje DB9/F konektorja. Lahko pa ga tudi sestavimo na ploščici iz programa PC v praksi. Napajanja ne rabi, saj se napaja z napetostjo na izhodih COM porta. Za meritev in prikaz rezultata sem napisal majhen program v Visual Basic-u. Za ta program je treba prekopirati v sistemski meni (za WIN XP je to: C:\WINDOWS\SYSTEM32) računalnika Port.dll. Za vse programe napisane v Visual Basic-u je v sistemskem meniju računalnika potrebna tudi Msvbvm60.dll datoteka.Točnost in najvišja frekvenca meritve je odvisna od računalnika, vendar to ni problem, saj je preizkušeno na računalniku z AMD procesorjem 333 MHz. Če merimo samo signale v pozitivni smeri (kar je npr. pri oscilatorju s 555) lahko kondenzator C4 izpustimo. V času merjenja lahko otrpne miška saj program uporablja t.i. "REALTIME" ukaz in so zato v trenutku merjenja vsi ostali programi zaustavljeni. To najprej opazimo na miškinem kursorju, ki lahko "zamrzne" (ni pa to pravilo - odvisno od računalnika). Merjenje, oziroma štetje (program šteje število impulsov na vhodu CTS COM port-a), traja samo poldrugo sekundo tako da to ni problem.

Program izgleda tako

Izgled programa

Še tiskanina za zgornje vezje

Klikni za TIV v PDF formatu


Digitalni osciloskop

Preprost digitalni osciloskop     S cenenim AD pretvornikom je mogoče narediti enostaven osciloskop za signale nizke frekvence kot so v IR ali radijskih telekomandah. Vezje že dolgo uporabljam kot enostaven osciloskop za opazovanje ravno teh signalov. Uporabil sem TLC549CP, ki stane nekje okoli 300 Sit. To integrirano vezje je 8 bitni AD pretvornik, ki omogoča 13000 meritev  v približno 200 mikrosekundah. Celo merjenje traja 2,6 sekunde in je možno potem pogledati vsak detalj meritve z večjo ločljivostjo. Stikalo na desni strani v ohišju osciloskopa je predvideno za vklop delilca frekvence, ki ga bom vgradil če se pokaže potreba za merjenjem višjih frekvenc. Levo stikalo (na sliki uporabljeno) veže na vhod kondenzator za merjenje izmeničnih napetosti. Ko je stikalo razklenjeno merimo izmenično napetost. Meriti smemo napetosti do 3,5 V ~ (vršna napetost je 5 V !!!).
   Program v Visual Basicu je tukaj. Ko program poženemo moramo prvo določiti na katera vrata imamo priključeno vezje, nato s stikalom na desni vključiti napajanje. Ko z levim gumbom poženemo meritev nam v času meritve (največ za 2,6 sekunde, odvisno od nastavitve meritve) otrpne miška in zaustavi vse ostale programe zaradi Visual Basic ukaza REALTIME, tako da se izvaja v tem času samo ta program. Po končani meritvi se vrnejo vse funkcije programa Windows nazaj na stanje pred meritvami. Na ekranu ostane izrisana oblika vhodnega signala. To je mogoče malo moteče, vendar če želimo meritev v realnem času je potrebno.

Shema DigiSkopa

Izgled programa DigiScope


In še nekaj različnih IR sprejemnikov

Vezave nekaterih IR sprejemnikov

 

website statistics