Die ICs der TSOP17XX-Serie sind spezielle Infrarotsensoren, die darauf ausgelegt sind, auf einen bestimmten Bereich von Infrarotfrequenzen zu reagieren und diesen in einen elektrischen Impulsausgang umzuwandeln. Es bietet somit eine kinderleichte Immunität gegen andere Formen von IR-Signalen.
Aufgrund dieser spezifischen Mitten- oder Bandpass-Betriebsfrequenz eines TSOP17XX wird es schwierig, diese Sensoren zum Entwerfen einer gewünschten oder angepassten frequenzbasierten Fernsteuerungsschaltungen zu verwenden.
In diesem Beitrag werden wir versuchen, eine Idee zu finden, wie diese Sensoren mit jeder gewünschten eindeutigen Frequenz arbeiten können, damit die Schaltung vollständig narrensicher gemacht werden kann.
Grundlegendes Funktionsprinzip von TSOP17XX-Sensormodulen
Wenn wir uns auf die beziehen Datenblatt des TSOP17XX IR-Sensors Wir stellen fest, dass der IC einige wichtige Betriebsrichtlinien hat, um eine korrekte und optimale Funktion des Sensors als Reaktion auf ein IR-Signal sicherzustellen.
Um eine korrekte Funktion des Sensors zu ermöglichen, muss das IR-Signal mit dem Bandpass-Mittenfrequenzwert des Geräts oszilliert und bei Bursts von 10 bis 70 Zyklen mit einer bestimmten Lücke nach jedem Zyklus moduliert werden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Das obige Bild zeigt deutlich, dass der IR-Strahl vom Tx mit der Mittenfrequenz des IC gepulst werden muss, die im Allgemeinen zwischen 30 kHz und 39 kHx liegt, und mit Bursts mit einem Abstand von 10 ms moduliert werden muss.
Der TSOP reagiert auf dieses Mittenfrequenzsignal und löst EIN aus, wodurch an seinem Ausgang eine replizierte Wellenform erzeugt wird, wobei die 38 kHz in Bursts gewöhnlicher Rechteckwellenimpulse eingeebnet werden.
Diese komplexe Betriebswellenform gewährleistet eine erhöhte Immunität gegen viele Störfrequenzen, die in der Atmosphäre vorhanden sein können und von Glühbirnen, CFLs, Leuchtstofflampen usw. ausgehen.
Nachteil der TSOP17XX-Sensoren
Obwohl der Sensor aufgrund dieses komplexen Signalempfangsmusters kinderleicht arbeitet, beschränkt die feste Mittenfrequenz für TSOP-Sensoren ihre Verwendung nur auf diesen spezifischen Frequenzbereich, sodass es unmöglich ist, mit diesen Chips einzigartige kundenspezifische IR-Fernbedienungsschaltungen zu erstellen.
Aufgrund dieses Nachteils kann ein TSOP-basiertes Fernbedienungssystem normalerweise mit jedem gängigen Fernseh- oder DVD-Fernbedienungshandgerät und mit einer der Tasten an der Steuereinheit bedient werden.
In der Elektronik gibt es jedoch immer eine Problemumgehung für alles, und auch für diese Sensoren können wir ein Design erstellen, das es uns ermöglicht, den IC mit einer ausgewählten eindeutigen Frequenz unserer Wahl zu verwenden, sodass der Empfänger nur über ein bestimmtes kompatibles Sendepaar geschaltet wird Nicht mit einem verfügbaren gängigen Remote-Mobilteil.
Entwerfen einer einzigartigen frequenzbasierten TSOP-Fernbedienungsschaltung
Aus der obigen Diskussion haben wir verstanden, dass ein TSOP-basierter Sensor Bursts mit einer Frequenz von 38 kHz oder der angegebenen Mittenfrequenz für den Betrieb benötigt, was anzeigt, dass das Signal zwei Frequenzen umfasst, bei denen die Mittenfrequenz konstant ist, die Burst-Frequenz jedoch variabel und nicht kritisch .
Die Idee ist, diese Burst-Frequenz zu unseren Gunsten zu erfassen und einen Filter zu verwenden, der diese Frequenz zum Auslösen des Ausgangs erkennen kann.
Die Filterschaltung kann einfach mit einem LM567-Tondecoderschaltung und verwenden Sie es zum Decodieren einer bestimmten Burst-Frequenz vom TSOP-Sensorausgang auf der Empfängerseite.
Das Grundkonzept ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Schaltplan 
Schaltungsbetrieb
Unter Bezugnahme auf den obigen Schaltplan zur Implementierung von TSOP17XX mit benutzerdefinierten Frequenzen sehen wir, dass es aus 3 Grundstufen besteht:
- die TSOP17XX-Sensorstufe
- die auf dem LM567 basierende Frequenzdetektorstufe
- und die IC 4017-basierte Flip-Flop- oder bistabile Schaltungsstufe.
Die TSOP17XX-Stufe ist in ihrem Standardmodus konfiguriert, der die modulierte 38-kHz-Frequenz von der Sender-Sendeeinheit aufnimmt und eine gepulste Rechteckwelle erzeugt, wie im ersten Diagramm angegeben.
Es ist zu erwarten, dass dieser Ausgang vom TSOP die Burst-Frequenz trägt, an der wir interessiert sind. Dies kann auf 1 kHz, 2 kHz oder etwas unter 10 kHz eingestellt werden.
Jetzt möchten wir, dass unsere LM567-Tondecoderstufe diese modulierte Frequenz korrekt erkennt. Daher müssen wir sicherstellen, dass der R1 / C1 der LM567-Stufe so berechnet wird, dass der interne Oszillator auf dieselbe Frequenz einrastet, die den Modulationsfrequenz-Bursts vom TSOP-Ausgang entspricht .
Sobald diese Parameter eingestellt sind, können wir erwarten, dass der LM567 einrastet, sobald die ausgewählte Frequenz vom TSOP78XX-Ausgang erkannt wird, während jede andere Modulationsfrequenz einfach zurückgewiesen wird.
Beim Erkennen einer korrekt zugewiesenen Frequenz erzeugt der LM567-Ausgang an seinem Pin Nr. 8 ein entsprechendes niedriges Triggersignal, wodurch der angeschlossene Flip-Flop-Eingangspin Nr. 14 auf IC 4017-Basis über das PNP aktiviert wird.
Auf diese Weise können wir verschiedene eindeutige Frequenzen zuweisen, um sicherzustellen, dass die Empfängerauslösung nur über das passende Tx-Mobilteil und nicht über eine gemeinsame TV-Fernbedienung aktiviert wird.
Erstellen der Tx-Schaltung (Customized Transmitter)
In der obigen Diskussion haben wir gelernt, wie ein TSOP17XX-Sensor mit einer angepassten Frequenz unter Verwendung einer Frequenzdetektorstufe betrieben werden kann. Dies bedeutet jedoch auch, dass der Sender (Tx) auch eindeutig für die Erzeugung der angepassten IR-Signale gebaut werden muss.
Die folgende Abbildung zeigt, wie dies mit einem einzelnen IC 4049 und einigen passiven Elementen implementiert werden kann:
Die 6 Gates stammen alle vom IC 4049, R3 kann 10K-Widerstände sein, während die Presets 100K sein können. Die C1-Kappen müssen mit einigen praktischen Experimenten ausgewählt werden. Die Diode kann eine 1N4148 sein, verbleibende Widerstände können 2K2 gewählt werden.
Wie zu sehen ist, ist das obere Gate-Paar zusammen mit R3, Preset und C1 als freilaufender Oszillator konfiguriert, der untere Abschnitt hat ebenfalls eine identische Stufe.
Der obere Abschnitt wird einem Zwischenpuffer-Gate zugeführt, dessen Ausgang schließlich mit der IR-Fotodiode des Senders verbunden ist.
Der gesamte Abschnitt ist so konfiguriert, dass die Grundmittenfrequenz für die TSOP17XX-Kompatibilität generiert wird, die je nach Spezifikation des ausgewählten Sensors zwischen 32 kHz und 38 kHz liegen kann.
Der untere Oszillator soll eine niederfrequente Modulationsstufe sein, die über eine Diode in den oberen Abschnitt integriert ist. Diese Niederfrequenz schaltet die obere Hochfrequenz um, um die erforderlichen '38-kHz-Bursts' auf der IR-Senderdiode zu erzeugen.
Diese niedrige Frequenz wird tatsächlich zu unserer einzigartigen Frequenz oder der beabsichtigten kundenspezifischen Fernbedienungsfrequenz, die an die Frequenz des LM567 angepasst werden muss, damit beide Frequenzen während der IR-Kommunikation zwischen den Tx- und den Rx-Einheiten die Hand schütteln.
Die Niederfrequenz kann zwischen 1 kHz und 10 kHz ausgewählt werden, und dieser ausgewählte Bereich sollte für die LM567-Stufe durch geeignete Anpassung ihrer R1 / C1-Werte genau eingestellt werden.
Dies schließt unsere Diskussion darüber ab, wie eine TSOP17XX-Sensorschaltung modifiziert werden kann, um kundenspezifische spezielle Frequenzbereiche oder einzigartig ausgewählte Frequenzbereiche aufzunehmen, um das Fernbedienungssystem absolut kinderleicht und persönlich zu machen.
Wenn Sie Zweifel an dem Konzept haben, liegt das Kommentarfeld ganz bei Ihnen!
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