Telefono luminoso con raggi IR. Schema, descrizione

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Telefono luminoso con raggi IR. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Per la radiazione infrarossa l'aria è una sorta di filtro, la cui trasparenza può essere giudicata dallo spettrogramma mostrato in Fig. 1. Per le onde di radiazione IR “vicina” - l=0,8...1,3 micron - la sua trasparenza rimane piuttosto elevata.

Telefono luminoso con raggi IR
Ris.1

Fino a poco tempo fa, l’uso della gamma IR per esigenze di comunicazione era ostacolato dalla mancanza di emettitori facilmente modulabili. Con l'avvento dei diodi IR questo ostacolo è scomparso.

Nella fig. La Figura 2 mostra un diagramma schematico di un ricetrasmettitore che funziona ad una lunghezza d'onda di 0,95 µm (diodo IR lmax AL107B).

Fig.2 (clicca per ingrandire)

Come si è scoperto, i diodi IR funzionano bene anche come ricevitori di radiazioni infrarosse. In questo caso, l'alimentazione non viene fornita al diodo: quando la giunzione pn è illuminata, su di essa appare una fem, a seconda della sua illuminazione. Questa reversibilità del diodo IR consente di semplificare notevolmente la parte ottico-meccanica del dispositivo.

Poiché l'impedenza di ingresso dell'amplificatore che rimuove il segnale dal diodo IR che funge da ricevitore deve essere piuttosto elevata, il suo primo stadio è costituito da un transistor ad effetto di campo VT1. L'amplificazione del segnale principale avviene in un amplificatore assemblato su transistor bipolari VT2-VT4. Il suo guadagno è Ku@10000.

Lo stadio di uscita dell'amplificatore, realizzato sui transistor VT5-VT8, garantisce l'accumulo della testa dinamica BA1 in ricezione e un'ampiezza sufficiente delle oscillazioni di corrente nel diodo IR in modalità di trasmissione. Quando si passa alla trasmissione (l'interruttore S1 in Fig. 129 è mostrato nella posizione di “ricezione”), la testina dinamica è collegata all'ingresso dell'amplificatore e viene utilizzata come microfono. Il segnale amplificato nel percorso VT2-VT8 viene introdotto nel diodo IR sotto forma di corrente a frequenza audio. Il suo livello dipenderà ovviamente dalla tensione all'uscita dell'amplificatore e dalla resistenza del resistore R8. L'emissione del diodo IR è linearmente correlata a questa corrente e la seguirà anche alle frequenze telefoniche più alte (i diodi IR sono piuttosto veloci).

Un componente molto importante di un ricetrasmettitore IR è il suo sistema ottico. Come lente che concentra il flusso luminoso sul diodo IR in modalità di ricezione e “comprime” la sua radiazione divergente (~40°) in un fascio stretto in modalità di trasmissione, una lente di un condensatore fotoingranditore con un diametro di D = 70 mm e viene utilizzata una lunghezza focale di F = 85 mm. Si consiglia di mantenere il rapporto D/F@1 quando si utilizzano altri obiettivi. In questo caso non è consigliabile utilizzare le cosiddette ottiche rivestite. È più chiaro solo per lo spettro di 0,4...0,7 micron ((gli specchi con rivestimento esterno focalizzano meglio la radiazione IR, quasi senza perdita).

Quando si progetta un sistema ottico, vengono prese tutte le misure per ridurre al minimo l'illuminazione diffusa del diodo IR. Lo spazio tra il diodo e la lente deve essere chiuso ermeticamente con un involucro conico a prova di luce e l'illuminazione esterna della lente deve essere ridotta posizionandovi sopra un paraluce. La cappa può essere ricavata da un pezzo di tubo di plastica o di metallo con diametro interno leggermente maggiore di D.

Dovrebbe essere il più lungo possibile, almeno 2D. La superficie interna della cappa deve essere annerita; È meglio se questo rivestimento è opaco.

Informazioni su altri dettagli del ricetrasmettitore IR. La testina dinamica BA1 è del tipo 0,1GD-6, ma potete prenderne qualsiasi altra che abbia una resistenza della bobina mobile compresa tra 6 e 16 Ohm. Transistor VT2-VT4 - quasi tutte le strutture npn - KT315, KT3102, ecc. Resistori R2, R3, R5...R11 - tipo MLT; R1 - C3-14 o macchina di misura; R4 - accordatura o aggiustamento di qualsiasi tipo. L'alimentatore IR del telefono deve essere in grado di fornire 100 mA.

Per configurare il dispositivo avrai bisogno di un avometro. Dopo aver acceso il dispositivo per la ricezione, misurare la tensione Uk sui collettori dei transistor VT7, VT8. L'Uk=+1,5 V qui necessario si ottiene modificando la resistenza del resistore R10. Quindi controllare la tensione alla sorgente del transistor VT1 (+1 V) e al suo drain (+2 V). Questa modalità viene impostata modificando la resistenza del resistore R3. Ora, quando punti il telefono verso un oggetto illuminato, puoi sentire il rumore e, se la luce è elettrica, puoi sentire lo sfondo CA. Di sera i lampioni possono essere intercettati in questo modo da una distanza di diverse centinaia di metri.

Dopo aver commutato il ricetrasmettitore sulla trasmissione, misurare la corrente nel diodo IR (per non interrompere il circuito - in base alla caduta di tensione sul resistore R8). Dovrebbe essere compreso tra 30 e 40 mA, massimo - 50 mA. Si regola selezionando il resistore R8.

Infine, la corrente consumata dal ricetrasmettitore viene misurata in modalità standby (10 mA) e quando appare un segnale corrispondente (fino a 30...40 mA ad alto volume). In modalità di trasmissione, la corrente consumata dal ricetrasmettitore dovrebbe essere 30...40 mA. Se non c'è sovramodulazione, ciò non dipenderà dal volume di ciò che viene detto nel microfono. Il livello di modulazione desiderato viene impostato selezionando il resistore R7.

Per ulteriori esperimenti avrai bisogno di un secondo telefono IR. Se la distanza tra i dispositivi è ridotta, durante la ricezione l'amplificatore potrebbe essere sovraccaricato, il che influirà sulla qualità della trasmissione (il ricevitore non dispone di AGC). In questo caso, è necessario ridurre in qualche modo il livello della portante IR. Puoi, ad esempio, diaframmare l'obiettivo di uno dei dispositivi con un anello di carta nera.

Dato che l'ampiezza del diagramma di irradiazione dei telefoni IR è prossima a 1,5°, puntarli uno verso l'altro presenta alcune difficoltà. È utile dotare i dispositivi di mirini almeno semplici.

Il miglior pickup corrisponderà al volume più alto del segnale ricevuto.

Di giorno la portata della linea di comunicazione IR raggiunge diverse centinaia di metri. È limitato da un'illuminazione estranea (principalmente lo sfondo chiaro dietro il corrispondente), che aumenta il livello di rumore alla reception. Di sera e di notte aumenta fino a 1,5 km.

Autore: Polyakov V.

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