红外线和可见光应用2,制作光通信电报机和红外对射栅栏

光纤通信早已普及,它是促成今天互联网大发展的幕后英雄,常用于光纤通信的光源并不是可见光,而是1550nm或1310nm波长的红外光,其原因主要这些光源在光纤材料中全反射的效率高,更适用于长距离光传输。本文中,创客行来制作一个通过红外通信的近距离电报机和原理相似的红外对射栅栏,带大家更深入的了解红外线。

引入光补偿

文档【1】中,我们看到了光的发射和接收元件,并用它们来制作了避障传感器,那个作品跟普通市面出售的产品相似,然而它们都有一个弊端,只能在特定的光环境中工作,对于光线变化的适应性差,这不是调节电位器能够解决的。

红外反射避障传感器电路图图1 红外反射避障传感器电路图

因此在图1中,把R2替换成光敏电阻有助于提供光补偿。当环境光变亮,红外接收管的阻值和R2同步变小,反之环境光变暗,它们同步变大,就不需要额外调节R2来确保适用性了。

红外反射避障传感器图2 红外反射避障传感器(版本1)

红外反射避障传感器(版本2)图3 红外反射避障传感器(版本2)

图2是文档【1】中的红外反射避障传感器,图3是进过优化的版本,在实际测试中,它的适用性大首页大提高,你自己想动手试试吗?

 红外通信

今天的红外遥控已经非常普及,甚至许多智能手机都加载了这个功能以控制家电产品。它是通过红外发射和接收模块来收发红外线开关信号,达到远程控制的目的。下面我们就来制作一个基于红外通信的电报机模型,它的构成也很简单,只要把图1的发射和接收部分拆分开就可以了。

红外电报机电路图图4 红外电报机电路图

图4是红外电报机电路图,接收部分为了加大敏感度采用5V供电,R7采用光敏电阻器来进行光补偿,电路结构与避障传感器基本一致。

红外电报机收发电路图5 红外电报机收发电路

图5就是搭建好的电路,测试时把两者距离来开,需要让发射管对准接收管,通电后,用手按发射模块的按键开关,会使得接收端因红外接收管电阻降低而降低其在电压比较芯片上的输入电压,输出端的红色发光二极管随之被点亮。这个模型电报机经过实测可达到5米的通信距离。

红外对射栅栏

在安防领域,有在防护区域设置红外对射栅栏的需求,以便及时发现闯入者,现在的许多围墙上就有类似的产品,超市或生产线的传动带也可以使用类似的传感器来控制货物传输。

红外11图6 红外对射栅栏示意图

图6是红外对射栅栏的示意图,从它的发射模块对准接收模块发射红外线,由于红外线为不可见光,会增加其隐蔽性。当有人或物体经过收发装置的中间区域,阻隔了红外线的传输,接收端的会因为接收二极管电阻增大而产生电路状态变化,从而达到报警的功能。

红外对射栅栏的接收逻辑和电报机相反,它是在无光信号时需要报警,因此只需改造一下图4的电路,调换LM393正相输入和反相输入的连接就可以了,图7是红外对射栅栏电路图。

阻隔传感器电路图图7 红外对射栅栏电路图

总结

本文优化了红外收发模块,增加了光敏电阻作为光补偿以提高它的环境光适应性,然后拆分了红外线的发射和接收模块,设计成红外电报机和红外对射栅栏,实际应用也可以使用光敏二极管和半导体激光头作为收发元件作用距离。由于激光的方向性很好,会得到更长的作用距离。

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参考文档

  1. 红外线和可见光应用1,制作光反射避障传感器
  2. 大话传感器7-火焰传感器,密切关注火灾的风险
  3. 大话传感器10-光敏传感器,光与电的转变
  4. 会报警的火焰传感器(带延时触发和光补偿),关注消防安全
  5. 全站目录

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