Máy phát hồng ngoại: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Bài viết này hướng dẫn bạn cách tạo một bộ phát tín hiệu tương tự hồng ngoại.

Đây là một mạch cũ. Ngày nay điốt laze được sử dụng để truyền tín hiệu kỹ thuật số qua sợi quang.

Mạch này có thể được sử dụng để truyền tín hiệu âm thanh qua tia hồng ngoại. Bạn sẽ cần một bộ thu để phát hiện tín hiệu đã truyền. Tín hiệu không cần điều chế.

Quân nhu

Linh kiện: Bóng bán dẫn công suất NPN BJT, tản nhiệt, dây cách điện, bảng ma trận, 1 điện trở kohm - 5, điện trở 100 ohm - 3 (tùy thuộc vào bộ truyền số lượng mà bạn sử dụng), tụ điện lưỡng cực 100 uF, 1 chiết áp Megohm - 2, nguồn nguồn (3 V hoặc 4,5 V - có thể được thực hiện với pin AA / AAA / C / D).

Dụng cụ: kìm tuốt dây, kìm.

Các thành phần tùy chọn: hàn, dây kim loại 1 mm, keo truyền nhiệt.

Dụng cụ tùy chọn: mỏ hàn, máy hiện sóng USB.

Bước 1: Thiết kế mạch

Không tăng Rb1 trên 1 kohm. Nếu không bóng bán dẫn sẽ không bão hòa.

Tôi đã mô hình hóa máy phát hồng ngoại với bốn điốt. Nếu mỗi điốt có điện thế 0,7 V so với tổng điện áp nối tiếp sẽ là 2,8 V hoặc khoảng 3 V. Đây là điện áp giảm trên máy phát hồng ngoại của tôi.

Điện trở Ra có thể có giá trị bất kỳ từ 1 kohm đến 1 Megohm.

Tôi thấy rằng việc thêm giá trị Rc vào mạch bóng bán dẫn làm tăng độ lợi của bộ khuếch đại này. Khi điện áp đầu vào rất thấp, bóng bán dẫn TẮT, dòng điện có xu hướng thấp đi vào đế bóng bán dẫn với Vce (điện áp cực phát gần bằng không). Điện trở Rc làm tăng điện áp Vce của bóng bán dẫn khi bóng bán dẫn TẮT. Bạn có thể thử giá trị Rc của 10 kohms hoặc thậm chí 100 kohms và xem liệu điều này có làm tăng mức tăng hay không vì giá trị Rc thấp (thậm chí 1 kohm) tạo ra tải ảnh hưởng đến đầu ra bóng bán dẫn. Tuy nhiên, việc kết nối các giá trị điện trở Rc cao giống như hoàn toàn không sử dụng điện trở Rc.

Tuy nhiên, việc thêm điện trở Rc vào đầu báo LED bán dẫn mục đích chung chỉ làm giảm độ lợi và do đó KHÔNG được sử dụng trong các bài báo đó:

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

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

Tốt nhất là giả định rằng mỗi loại bóng bán dẫn có đặc điểm riêng biệt của nó.

Bước 2: Mô phỏng

Mô phỏng PSpice cho thấy độ lợi rất cao và đây là lý do tại sao tôi kết nối chiết áp suy giảm với đầu vào.

Giá trị chiết áp cao đang ảnh hưởng đến tần số bộ lọc thông cao. Tuy nhiên, không sử dụng chiết áp dưới 1 kohms. Trong thực tế tốt hơn, bạn nên sử dụng ít nhất 10 kohms để tránh có thể làm hỏng đầu ra âm thanh.

Bước 3: Xây dựng mạch

Tôi đã sử dụng điện trở công suất cao. Bạn không cần điện trở công suất cao cho mạch này. Có lẽ Rd1 và Rd2 cần công suất cao nếu bạn tăng điện áp cung cấp và sử dụng điốt hồng ngoại dòng điện cao.

Tôi đã chỉ định nguồn điện 3 V trong thiết kế mạch vì một số điốt hồng ngoại có điện áp phân cực thuận tối đa chỉ 2 V. Điều đó có nghĩa là dòng điện điốt tối đa sẽ là: IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (3 V - 2 V - 0,25 V) / 100 ôm

= 0,75 V / 100 ôm = 7,5 mA

Tuy nhiên, các điốt mà tôi đã sử dụng có điện áp xu hướng thuận tối đa là 3 V. Đây là lý do tại sao tôi sử dụng nguồn cung cấp 4,5 V (không phải 3 V) và dòng điện điốt tối đa trong dòng mạch của tôi là:

IcMax = (Vs - Vd - VceSat) / Rc

= (4,5 V - 3 V - 0,25 V) / 100 ôm

= 1,25 V / 100 ôm = 12,5 mA

Bước 4: Kiểm tra

Tôi đã giới thiệu sự suy giảm chiết áp vì bộ khuếch đại bóng bán dẫn có độ lợi rất cao, do đó bão hòa đầu ra không thích hợp cho các tín hiệu âm thanh yêu cầu khuếch đại và truyền tuyến tính.

Tôi đã kết nối kênh màu tím với một trong các nút phát hồng ngoại (nút thứ hai được kết nối với nguồn điện).

Bộ tạo tín hiệu của tôi có đầu ra tối đa là 15 V đỉnh hoặc 30 V tới đỉnh. Tuy nhiên, đối với các đồ thị ở trên, tôi đặt bộ tạo tín hiệu ở cài đặt tối thiểu. Máy hiện sóng USB của tôi đang hiển thị sai tỷ lệ cho kênh màu xanh lam nhạt. Biên độ tín hiệu đầu vào được đặt khoảng 100 mV đỉnh.

Mạch của tôi không được thử nghiệm với bộ thu hồng ngoại. Bạn có thể tự làm điều này.