Главная ТЕХНИЧЕСКАЯ БИБЛИОТЕКА Эксперименты с ИК TSOP (altruf)

Эксперименты с TSOP (неразборные ИК-приёмники).

Представлены в виде отчёта.

Для экспериментов, как излучатель применялся ИК-диод (от пульта ДУ) питаемый от генератора импульсов
различной формы и частот, с амплитудой на диоде 2,5V.
Оперативно достать именно TSOP1736 мне не удалось, и я подобрал близкий из имеющихся по основным
параметрам.
(данные на TSOP1736 в PDF приложении)
Действительно оказалось, что данный тип неразборного приёмника малочувствителен к постоянной (и достаточно сильной) ИК-засветке, при малоснижающейся чувствительности к импульсным сигналам с крутым фронтом нарастания ИК-потока. При подаче на излучатель синусоидального напряжения(частотой 20 Hz),на прежнем расстоянии(около метра) приёмник перестал реагировать, и стал выдавать импульсы на выходе только на расстоянии около 3-х сантиметров от излучателя.
Введение внешней оптической модуляции приходящего ИК-потока, по предложению Starling'a (вентилятор от БП компутеров питаемый от регулируемого источника),увеличило это расстояние до полуметра, но теперь приёмник стал реагировать и на постоянную, даже слабую засветку, выдавая импульсы с частотой перекрытия потока, в результате в выходных импульсах полезный сигнал теряется при наличии внешней засветки.
Более глубокие опыты с оптической модуляцией проводить в этот раз не стал, т.к. его введение в существующие приборы-регистраторы приведёт не только к усложнению общей конструкции из-за механического узла, но и потребует введения схемы компенсации полученных на выходе с TSOP импульсов от засветки и выделения полезного сигнала, для адекватных показаний схемой регистратора. К тому же, механический обтюратор внесёт нестабильность параметров у приборов при массовом изготовлении.
С той же целью пробовал применить вместо оптической электрическую модуляцию, подавая на TSOP вместо постоянного питающего напряжения прямоугольные импульсы различной частоты и скважности(размахом 5V).При скважности 1:1,при некоторой частоте, появлялась реакция на излучатель, но чувствительность была низкой.
<hr>

Эксперименты с разборными ИК-приёмниками.

Представлены в виде отчёта.

Для бытовой электроники до сих пор выпускаются некоторые типы ИК-приёмников (модулей),представляющих собой плату с деталями(ИК-фотодиод, спец.микросхему, и т.д.)помещённую в жестяной экран, и имеющих статус целого компонента.
Для целей эксперимента я достал несколько таких модулей разных производителей, применяемых в выпускаемой до настоящего момента видеотехнике(что б при необходимости была возможность их массовой покупки).
Выпаял из них ИК-фотодиоды, а для сравнения взял различные ИК-фотодатчики от той же техники, но другого применения(оптопары, концевые датчики видеоленты и т.п.).
Для испытания их чувствительности в различных условиях собрал простую схемку (усилитель+триггер).
Источником внешней постоянной засветки была лампа на 100W,питаемая от выпрямителя(для исключения пульсаций потока).
Источниками ИК-сигнала были пульт ДУ и указанный выше диод+генератор.
ИК-фотодиоды от приёмных модулей никак не маркировались, поэтому характеристик я их не знал, полагая, что они не сильно отличаются от других полупроводниковых ИК-датчиков.
Начав опыты я сильно удивился: у диодов из модулей была такая же стойкость к мощной внешней засветке при сохранении высокой чувствительности к импульсному сигналу, какая наблюдалась у TSOP-ов!
Прочие ИК-датчики показали много низкую чувствительность к ИК-сигналу - в отсутствии всякой внешней постоянной засветки, а с появлением засветки - резко теряли её, и без того малую.
Интересно следующее: ИК-фотодиоды из модулей начинали реагировать на меняющийся ИК-поток при некотором минимальном пороговом времени нарастания его, т.е. как и весь модуль целиком(как и TSOP),но это время было больше. Т.е. для реакции одного диода требуется намного меньшая скорость нарастания ИК-потока, чем у неразборного TSOP.
Таким образом, можно было бы использовать ИК-фотодиоды из разборных модулей отдельно так, как нужно, но есть две практические сложности:
1. Модули из которых брались ИК-фотодиоды были без маркировки. Тип удалось узнать только для одного из модулей, достав электросхему того аппарата в котором модуль применялся. Поиск его у продающих электронные компоненты фирм по личным каналам и в Интернете ничего не дал (напомню, что фотодиод внутри тоже не маркирован, и отдельно его тоже, значит, не найти).
2. Даже при нахождении канала поставки таких ИК-фотодиодов отдельно, требовалось бы разработка схемы, оптимально его использующей для требуемых целей, что требует дополнительных исследований, деталей, времени на изготовление её многократно.
Поэтому, конечно, логичнее было бы использовать уже имеющуюся в ИК-модуле схему, изменив её для достижения нужных параметров - ведь для этого-то и взят разборный модуль.
Из взятых мною модулей, только два было с маркировкой и найденных в каталогах у продавцов в Интернете. Правда, цена их была в два раза выше(около 65 рублей),чем у TSOP1736.
Опыты по замене элементов схем проводились со всеми взятыми разборными модулями, но т.к. перспективнее оказались два маркированных модуля, то укажу здесь результаты только по ним, т.е. для SBX1610-02 и SBX1483-52.
Оба модуля - фирмы "Sony" и в отличие от других, взятых мною, есть нечто среднее по конструкции между неразборными TSOP'ами и собранными из отдельных деталей на плате. Внутри была плата с ИК-приёмником, совмещающем в себе как собственно фотодатчик, так и схему обработки сигнала с него, и внешние детали задающие параметры этой схемы.
К сожалению схему этих модулей найти не удалось(а она у них сходная),и составить, из-за особенностей монтажа ИК-приёмника на плате, - тоже затруднительно, поэтому ограничусь практическими результатами, без предположений о принципе изменений.
Кстати, сравнительная чувствительность этих модулей на ИК-светодиод была не менее, чем в два раза выше, чем у TSOP,но и влияние засветки было больше, хотя и незначительно).
Итак, в своём составе модули SBX1610-02 и SBX1483-52 содержат 4 резистора и 5 конденсаторов, три из которых - электролитические: 1uF , 3,3uF и 47 uF (последний - фильтровый по питанию, и его можно не трогать).
Тот, который на 1uF - влияет на нижнюю временную границу реакции схемы на нарастающий ИК-поток.
Последовательное увеличение его ёмкости до 47 uF,приводило к адекватному снижению требуемой для реакции скорости нарастания потока, без существенного снижения защиты от влияния постоянной засветки. При ёмкости более 47 uF появлялись ложные срабатывания на засветку. Изменения номиналов остальных деталей значительного влияния на интересующий параметр не оказывали, и приводили к общему снижению чувствительности к ИК-сигналам. Но глубоких экспериментов по комплексному влиянию изменения номиналов, и комбинаций этих изменений - не проводилось. Интересующиеся могут при желании это исследовать, да и я со временем продолжу опыты.
Надо сказать, что все изучаемые мной модули поделились на два варианта: эффективно поддающиеся требуемой коррекции и нет. К первому варианту относятся модули на микросхемах 3248 , GL3274(с отдельными фотодиодами)и на ИК-сборке "Sony". Ко второму - на микросхемах 2800 и 1490 (полное их обозначение – не знаю, иначе б поискал внутреннюю схему ). Но самое главное их отличие, по которому следует ориентироваться при выборе модуля то, что первый вариант в своей схеме содержит обязательно конденсаторы на 3,3uF и 1uF ,тогда как во втором варианте хоть и может присутствовать на 1uF(но его изменения почти не влияют),но на 3,3uF - отсутствует.(Зато там есть на 10uF,изменения которого ни к чему хорошему не приводят.)

Вывод: для построения регистраторов можно попытаться приобрести партию рассмотренных модулей, и опытным путём(увеличивая указанную ёмкость)добиться требуемых параметров регистрации ИК-сигналов, затем такой несложной переделке подвергнуть все однотипные модули, собрав с ними соответствующую потребностям партию регистрирующих приборов.

Автор: altruf