De IC's van de TSOP17XX-serie zijn speciale infraroodsensorapparaten die zijn gebouwd om te reageren op een specifiek bereik van infraroodfrequenties en deze om te zetten in een elektrische pulsuitgang. Het beschikt dus over een waterdichte immuniteit voor andere vormen van IR-signalen.
Vanwege deze specifieke midden- of banddoorlaat-werkfrequentie van een TSOP17XX, wordt het moeilijk om deze sensoren te gebruiken voor het ontwerpen van gewenste of aangepaste frequentie-gebaseerde afstandsbedieningscircuits.
In deze post zullen we proberen een idee te bedenken om deze sensoren met elke gewenste unieke frequentie te laten werken, zodat het circuit volledig waterdicht kan worden gemaakt.
Basis werkingsprincipe van TSOP17XX sensormodules
Als we verwijzen naar de datasheet van de TSOP17XX IR-sensor we vinden dat de IC enkele kritische bedieningsrichtlijnen heeft om een correcte en optimale werking van de sensor in reactie op een IR-signaal te garanderen.
Om een correcte werking van de sensor mogelijk te maken, moet het IR-signaal worden geoscilleerd op de banddoorlaat-middenfrequentiewaarde van de apparaten, en gemoduleerd met bursts van 10 tot 70 cycli, met een bepaalde opening na elke cyclus, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.
De bovenstaande afbeelding laat duidelijk zien dat de IR-straal van de Tx moet worden gepulseerd met de middenfrequentie van de IC, die over het algemeen tussen 30 kHz en 39 kHz moet zijn, en gemoduleerd met bursts van 10 ms tussenruimte.
De TSOP reageert op dit middenfrequentiesignaal en triggert ON, waarbij een gerepliceerde golfvorm aan zijn uitgang wordt geproduceerd, waarbij de 38 kHz wordt geëgaliseerd in bursts van gewone blokgolfpulsen.
Deze complexe operationele golfvorm zorgt voor een verhoogde immuniteit tegen vele valse frequenties die in de atmosfeer aanwezig kunnen zijn en afkomstig zijn van gloeilampen, CFL's, fluorescentielampen enz.
Nadeel van TSOP17XX-sensoren
Hoewel de sensor een onfeilbare werking heeft vanwege dit complexe signaalontvangstpatroon, beperkt de vaste middenfrequentie voor TSOP-sensoren het gebruik ervan tot dit specifieke frequentiebereik, waardoor het onmogelijk wordt om met deze chips unieke aangepaste IR-afstandsbedieningscircuits te maken.
Vanwege dit nadeel kan een op TSOP gebaseerd afstandsbedieningssysteem gewoonlijk worden bediend met een gewone tv- of dvd-afstandsbediening en met een van de knoppen op de bedieningseenheid.
In de elektronica is er echter altijd een oplossing voor alles, en ook voor deze sensoren kunnen we een ontwerp maken waarmee we de IC kunnen gebruiken met een geselecteerde unieke frequentie van onze keuze, zodat de ontvanger alleen wordt geschakeld via een bepaald compatibel Tx-paar, en niet met een beschikbare gemeenschappelijke afstandsbediening.
Het ontwerpen van een uniek frequentie-gebaseerd TSOP-afstandsbedieningscircuit
Uit de bovenstaande bespreking hebben we begrepen dat op TSOP gebaseerde sensoren bursts van 38 kHz-frequentie of de gespecificeerde middenfrequentie nodig hebben om te werken, wat aangeeft dat het signaal twee frequenties omvat waarin de middenfrequentie constant is, maar de burst-frequentie is variabel en niet kritisch. .
Het idee is om deze burst-frequentie in ons voordeel te vangen, en een filter te gebruiken dat deze frequentie kan herkennen om de output te triggeren.
Het filtercircuit kan eenvoudig worden ontworpen met een LM567 toondecoder circuit , en gebruik het voor het decoderen van een bepaalde burst-frequentie van de TSOP-sensoruitgang aan de ontvangerzijde.
Het basisconcept is te zien in het volgende diagram.
Schakelschema 
Circuitwerking
Verwijzend naar het bovenstaande schakelschema voor het implementeren van TSOP17XX met aangepaste frequenties, zien we dat het uit 3 basisfasen bestaat:
- de TSOP17XX sensortrap
- de op LM567 gebaseerde frequentiedetectortrap
- en de op IC 4017 gebaseerde flip-flop of bistabiele schakelingstrap.
De TSOP17XX-trap is geconfigureerd in de standaardmodus, die de gemoduleerde 38 kHz-frequentie van de zender Tx-eenheid oppikt en een pulserende blokgolf creëert zoals aangegeven in het eerste diagram.
Deze output van de TSOP zal naar verwachting de burst-frequentie dragen waarin we geïnteresseerd zijn. Dit kan worden ingesteld op 1 kHz, 2 kHz of iets onder de 10 kHz.
Nu willen we dat onze LM567-toondecoder-trap deze gemoduleerde frequentie correct detecteert, daarom moeten we ervoor zorgen dat de R1 / C1 van de LM567-trap zo wordt berekend dat de interne oscillator vastklikt op dezelfde frequentie die overeenkomt met de modulatiefrequentiesalvo's van de TSOP-uitgang .
Zodra deze parameters zijn ingesteld, kunnen we verwachten dat de LM567 wordt vergrendeld zodra de geselecteerde frequentie wordt gedetecteerd door de TSOP78XX-uitgang, terwijl elke andere modulatiefrequentie eenvoudigweg wordt geweigerd.
Bij het detecteren van een correct toegewezen frequentie, genereert de LM567-uitgang een overeenkomstig laag triggersignaal op pin # 8, waardoor de aangesloten op IC 4017 gebaseerde flip-flop-ingangspen # 14 via de PNP wordt geactiveerd.
Op deze manier zijn we in staat om verschillende unieke frequenties toe te wijzen, zodat de ontvanger alleen wordt geactiveerd via de bijpassende Tx-handset en niet met een gewone tv-afstandsbediening.
Het aangepaste zendercircuit (Tx) maken
In de bovenstaande discussie hebben we geleerd hoe een TSOP17XX-sensor kan worden bediend met een aangepaste frequentie met behulp van een frequentiedetectortrap, maar dit betekent ook dat de zender (Tx) ook uniek moet worden gebouwd voor het genereren van de aangepaste IR-signalen.
De volgende afbeelding laat zien hoe dit kan worden geïmplementeerd met behulp van een enkele IC 4049 en enkele passieve elementen:
De 6 poorten zijn allemaal van de IC 4049, R3 kan 10K weerstanden zijn, terwijl de presets 100K kunnen zijn. De C1-doppen zullen moeten worden geselecteerd met wat praktische experimenten. De diode kan een 1N4148 zijn, de overige weerstanden kunnen 2K2 worden geselecteerd.
Zoals te zien is, is het bovenste paar poorten samen met R3, preset en C1 geconfigureerd als een vrijlopende oscillator, het onderste gedeelte heeft ook een identiek podium.
Het bovenste gedeelte wordt naar een tussenliggende bufferpoort gevoerd waarvan de uitgang uiteindelijk is verbonden met de IR-fotodiode van de zender.
De hele sectie is geconfigureerd om de basiscentrumfrequentie te genereren voor de TSOP17XX-compatibiliteit, die kan variëren van 32 kHz tot 38 kHz, afhankelijk van de specificaties van de geselecteerde sensor.
De onderste oscillator wordt verondersteld een laagfrequente modulerende trap te zijn die via een diode geïntegreerd is met het bovenste gedeelte. Deze lage frequentie schakelt de bovenste hoge frequentie om de vereiste '38 kHz bursts' op de IR-zenddiode te genereren.
Deze lage frequentie wordt eigenlijk onze unieke frequentie, of de beoogde aangepaste afstandsbedieningsfrequentie die moet worden afgestemd op de LM567-frequentie, zodat de beide frequenties 'de hand schudden' tijdens de IR-communicatie tussen de Tx en de Rx-eenheden.
De lage frequentie kan overal tussen 1 kHz en 10 kHz worden geselecteerd, en dit geselecteerde bereik moet nauwkeurig worden ingesteld voor de LM567-trap door de R1 / C1-waarden op de juiste manier aan te passen.
Hiermee is onze discussie over het aanpassen van een TSOP17XX-sensorcircuit afgesloten voor het accommoderen van aangepaste speciale frequentiebereiken of uniek geselecteerde frequentiebereiken om het afstandsbedieningssysteem absoluut onfeilbaar en persoonlijk te maken.
Als je twijfels hebt over het concept, dan is het opmerkingenveld helemaal van jou!
Vorige: Inleiding tot RGB-kleurensensor TCS3200 Volgende: Kleurdetectorcircuit met Arduino-code
