مرسل الأشعة تحت الحمراء: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

يوضح لك هذا المقال كيفية صنع جهاز إرسال تناظري يعمل بالأشعة تحت الحمراء.

هذه دائرة قديمة. تستخدم ثنائيات الليزر في الوقت الحاضر لنقل الإشارات الرقمية عبر الألياف البصرية.

يمكن استخدام هذه الدائرة لنقل الإشارات الصوتية عبر الأشعة تحت الحمراء. ستحتاج إلى جهاز استقبال لاكتشاف الإشارة المرسلة. لا تحتاج الإشارة إلى التعديل.

اللوازم

المكونات: ترانزستور الطاقة NPN BJT ، بالوعة الحرارة ، الأسلاك المعزولة ، لوحة المصفوفة ، 1 kohm المقاوم - 5 ، 100 أوم المقاوم - 3 (اعتمادًا على كمية أجهزة الإرسال التي تستخدمها) ، 100 uF مكثف ثنائي القطب ، 1 Megohm الجهد - 2 ، الطاقة المصدر (3 فولت أو 4.5 فولت - يمكن تنفيذه باستخدام بطاريات AA / AAA / C / D).

الأدوات: أداة تعرية الأسلاك ، كماشة.

المكونات الاختيارية: لحام ، سلك معدني 1 مم ، معجون نقل الحرارة.

الأدوات الاختيارية: لحام الحديد ، راسم الذبذبات USB.

الخطوة 1: تصميم الدائرة

لا تزيد Rb1 فوق 1 kohm. وإلا فإن الترانزستور لن يشبع.

صممت جهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء بأربعة صمامات ثنائية. إذا كان لكل صمام ثنائي جهد جهد قدره 0.7 فولت فإن جهد السلسلة الإجمالي سيكون 2.8 فولت أو حوالي 3 فولت. كان هذا هو انخفاض الجهد عبر جهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء.

يمكن أن يكون المقاوم Ra أي قيمة من 1 kohm إلى 1 Megohm.

لقد وجدت أن إضافة قيمة Rc إلى دائرة الترانزستور زادت من مكاسب هذا مكبر الصوت. عندما يكون جهد الدخل منخفضًا جدًا ، يكون الترانزستور في وضع إيقاف التشغيل ، ويدخل تيار التحيز المنخفض إلى قاعدة الترانزستور باستخدام Vce (جهد باعث المجمع بالقرب من الصفر). يزيد المقاوم Rc من جهد الترانزستور Vce عند إيقاف تشغيل الترانزستور. يمكنك تجربة Rc بقيمة 10 kohms أو حتى 100 kohms ومعرفة ما إذا كان هذا سيزيد من الكسب لأن انخفاض قيمة Rc (حتى 1 kohm) يخلق تأثيرًا في التحميل على خرج الترانزستور. ومع ذلك ، فإن توصيل قيم عالية لمقاوم Rc يشبه عدم استخدام المقاوم Rc على الإطلاق.

ومع ذلك ، فإن إضافة المقاوم Rc إلى أجهزة الكشف عن الترانزستور LED للأغراض العامة يقلل فقط من الكسب وبالتالي لم يتم استخدامه في تلك المقالات:

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

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

من الأفضل افتراض أن كل نوع من أنواع الترانزستور له خصائصه الفريدة.

الخطوة الثانية: المحاكاة

تُظهر محاكاة PSpice كسبًا عاليًا جدًا ولهذا السبب قمت بتوصيل مقياس جهد التوهين بالإدخال.

تؤثر قيم مقياس الجهد العالية على تردد مرشح التمرير العالي. ومع ذلك ، لا تستخدم مقاييس فرق الجهد التي تقل عن 1 كيلو أوم. من الأفضل استخدام Infact 10 كيلو أوم على الأقل لتجنب التلف المحتمل لإخراج الصوت.

الخطوة الثالثة: بناء الدائرة

لقد استخدمت مقاومات عالية الطاقة. لا تحتاج إلى مقاومات عالية الطاقة لهذه الدائرة. من المحتمل أن يكون Rd1 و Rd2 بحاجة إلى طاقة عالية إذا قمت برفع جهد الإمداد واستخدمت ثنائيات الأشعة تحت الحمراء ذات التيار العالي.

لقد حددت مصدر طاقة 3 فولت في تصميم الدائرة لأن بعض الثنائيات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء لها جهد انحياز أمامي أقصى قدره 2 فولت فقط ، وهذا يعني أن الحد الأقصى لتيار الصمام الثنائي سيكون: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (3 فولت - 2 فولت - 0.25 فولت) / 100 أوم

= 0.75 فولت / 100 أوم = 7.5 مللي أمبير

ومع ذلك ، فإن الثنائيات التي استخدمتها لها أقصى جهد انحياز أمامي قدره 3 فولت. وهذا هو السبب في أنني استخدمت إمداد 4.5 فولت (وليس 3 فولت) وكان الحد الأقصى لتيار الصمام الثنائي في تيار دائري هو:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (4.5 فولت - 3 فولت - 0.25 فولت) / 100 أوم

= 1.25 فولت / 100 أوم = 12.5 مللي أمبير

الخطوة 4: الاختبار

لقد قدمت توهين مقياس الجهد لأن مضخم الترانزستور كان له ربح مرتفع جدًا ، وبالتالي تشبع الناتج غير المناسب للإشارات الصوتية التي تتطلب تضخيمًا ونقلًا خطيًا.

لقد قمت بتوصيل القناة الأرجواني بأحد عقد إرسال الأشعة تحت الحمراء (العقدة الثانية متصلة بمصدر الطاقة).

يبلغ الحد الأقصى لمولد الإشارة الخاص بي 15 فولت أو 30 فولت من الذروة إلى الذروة. ومع ذلك ، بالنسبة للرسوم البيانية أعلاه ، قمت بتعيين مولد الإشارة على الحد الأدنى من الإعدادات. يُظهر راسم الذبذبات USB الخاص بي مقياسًا خاطئًا للقناة ذات اللون الأزرق الفاتح. تم ضبط سعة إشارة الدخل على ذروة 100 مللي فولت.

لم يتم اختبار دائري مع مستقبل الأشعة تحت الحمراء. يمكنك صنع هذا بنفسك.