Ик приемные модули Vishay для дистанционного управления




Дата канвертавання27.04.2016
Памер173 Kb.
ИК приемные модули Vishay для дистанционного управления
Автор статьи: Коваль Юрий Анатольевич, руководитель технического отдела СЭА

e-mail: yurikov@sea.com.ua






Введение

Инфракрасное (ИК) дистанционное управление (ДУ) стало неотъемлемой составляющей бытовой техники. Практически все функции телевизоров, видеомагнитофонов, видеопроекторов, информационных табло, приемников спутникового телевидения, аудиосистем, DVD проигрывателей, кондиционеров и др., переключаются дистанционно с использованием ИК приемников от таких производителей как Vishay, SHARP, OSRAM, Интеграл и др.

C момента начала развития ИК технологии в 1970-ых годах, подразделение Vishay Semiconductors стало основным поставщиком высоконадежных ИК компонентов для дистанционного управления. Сегодня Vishay (www.vishay.com) является ведущим производителем ИК приемных модулей и ИК светодиодов, так же как фотодетекторов и ИК приемопередатчиков для компьютерной связи по стандарту IrDA.

Требования к ИК приемникам

Все сигналы, без исключения, переданные в ИК диапазоне, имеют длину волны между 840 нм и 960 нм. Различные системы типа инфракрасные наушники, ИК передача синхронного перевода речи в залах заседаний, компьютеры с оптическим ИК интерфейсом, световые барьеры для охранных сигнализаций, оптоэлектронные переключатели и все системы ДУ работают в этом диапазоне длин волн. ИК приемные модули ДУ должны быть чрезвычайно чувствительными, улавливая сигнал от ИК светодиода на расстоянии до 35 метров, и не должны реагировать на источники внешних интерференционных помех, например от других инфракрасных излучателей. Эти ИК системы, также, не должны влиять друг на друга, содержать минимум внешних компонентов и не должны быть подвержены влиянию дневного света, электромагнитного поля или колебаниям напряжения питаниям. Vishay одним из первых создал высокоскоростные ИК-приемники со скоростью обмена до 20 Кбит/сек на несущей частоте 455 кГц и широкополосную модель на полосу частот 30…455 кГц, а также предлагает широкое разнообразие различных типов ИК приемных модулей в зависимости от свойств, требуемых для специфики применения. ИК приемные модули семейства TSOP - проверенные изделия, которые вмещают в себе многолетний опыт разработок одного из самых передовых производителей ИК приемников.

Среди конкурентных производителей, можно отметить компанию SHARP (www.sharpsma.com), которая достигла значительных успехов в миниатюризации и уменьшении энергопотребления своих новых ИК-приемников.
Особенности ИК приемников Vishay

Компания Vishay, мировой лидер в сегменте производства инфракрасных приемных модулей предлагает уникальные ИК продукты для удаленного управления систем с помощью ИК сигналов с импульсным кодированием (протоколы RC-5, RC-30, SIRC др.), в которых вместе с дискретным фотоприемником встроена интегральная схема (см. рис. 1), содержащая входной усилитель, усилитель со схемой АРУ, пассивный полосовой фильтр на частоту из диапазона 30…455 кГц, детектор и выходной транзисторный ключ, уменьшающая влияние дневного света и других источников ИК помех на полезный выходной сигнал ИК приемного модуля.


Рис. 1 Внутренняя блок-схема ИК приемных модулей Vishay семейства TSOP

При воздействии электромагнитной помехи с высоким уровнем модуляции от флуоресцентной лампы с электронным балластом, показанной на рис. 2, практически все традиционные ИК приемные модули ложно реагируют на нее. Однако ИК приемники Vishay с успехом подавляют эту помеху (уменьшая свою чувствительность к помехе), одновременно автоматически усиливая при этом полезный сигнал ДУ.

Рис.2 ИК сигнал помехи от флуоресцентной лампы
ИК модули Vishay защищены внутри металлическим экраном от электромагнитных помех и покрыты сверху специальной пластмассой, обладающей свойствами ИК полосового фильтра с центральной частотой около 950 нм или 870 нм. ИК приемники Vishay изготавливаются на различные фиксированные несущие частоты в диапазоне от 30 до 56 кГц или 455 кГц в трехножечных пластмассовых корпусах.

Традиционным методом модуляции ИК сигналов ДУ есть импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). Этот метод кодирования данных позволяет передавать ИК данные без потери качества, при минимальном энергопотреблении в широком диапазоне расстояний, потому что несущая частота ИК излучателя и ИК приемник с узкой полосой пропускания и достаточно хорошей чувствительностью могут быть легко реализованы.

Максимально-допустимая рабочая дистанция между ИК приемником и ИК передатчиком в ДУ системе зависит от интенсивности излучения передатчика (Ie), чувствительности приемника (Eemin) и окружающих условий среды. С другой стороны существует ограничение на минимально допустимую дистанцию между ИК приемником и ИК передатчиком. ИК приемные модули Vishay будут работать даже при дистанции между ИК приемником и ИК передатчиком равной 0 мм. В самом простом случае рабочее расстояние между ними без учета влияния внешней среды можно рассчитать по формуле:

График рабочего расстояния между ИК излучателем и ИК приемником серии TSOP4838 в зависимости от интенсивности излучения ИК передатчика изображен на рис. 3. Номинальный порог чувствительности ИК приемника TSOP4838 равен 0.2 мВт/м2 (см. таб. 2).




Рис. 3 График рабочего расстояния от ИК приемника TSOP4838 до ИК передатчика в зависимости от интенсивности излучения передатчика и условий окружающей среды
В качестве излучателя ИК сигналов Vishay предлагает использовать свои ИК светодиоды, обладающие высокой интенсивностью ИК излучения и высоким КПД (см. таб. 1). При совместном использовании ИК светодиода TSAL6200 (при токе 500 мА и интенсивности излучения 300 mW/sr) и ИК приемника TSOP4838 согласно графика на рис. 3 можно найти среднее рабочее расстояние между ними, около 39 метров. Однако на практике, довольно трудно достигнуть квадратурных зависимостей между рабочим расстоянием и интенсивностью излучения. В некоторых случаях, например, когда излучение происходит в длинном коридоре, где происходит отражение сигнала от стен, потолка и др., фактическое рабочее расстояние оказывается более длинным (см. рис. 3), чем расчетное по формуле. Также нужно учитывать, что во многих случаях фактическое расстояние уменьшается из-за потускнения со временем прозрачных окон установленных перед ИК приемником и ИК излучателем.

Для ИК приемников ДУ с несущей частотой 30…56 кГц лучшим выбором будут ИК светодиоды с длиной излучаемой волны 950 нм. Для более быстрых ИК приемников серии TSOP7000 или TSOP5700 оптимальными будут ИК светодиоды с длиной волны 870 нм.


Таблица 2 Характеристики ИК светодиодов Vishay


ИК светодиод

Диаметр корпуса

Длина волны,

нм


Световой поток при IF= 100 mA, mW (номинальный).

Интенсивность излучения при IF= 100 mA, mW/sr (номинальная).

Угол излучения

Примечание

TSAL4400

3 мм

950

35

30

± 25 °

синий

TSUS4400

3 мм

950

20

15

± 18 °

синий

TSAL5100

5 мм

940

35

130

± 10 °

синий

TSAL6100

5 мм

940

35

130

± 10 °

синий

TSAL6200

5 мм

940

35

60

± 17 °

синий

TSAL7200

5 мм

940

35

60

± 17 °

прозрачный

TSAL5300

5 мм

940

35

45

± 22 °

синий

TSAL7300

5 мм

940

35

45

± 22 °

прозрачный

TSAL6400

5 мм

940

35

40

± 25 °

синий

TSAL7400

5 мм

940

35

40

± 25 °

прозрачный

TSAL7600

5 мм

940

35

25

± 30 °

прозрачный

TSML1020

SMD

950

35

7

± 12 °

SMD корпус с прозрачной линзой

TSML3700

SMD

950

35

7

± 60 °

PLCC-2 SMD корпус

TSHA5202

5 мм

875

24

60

± 12 °

прозрачный

TSHA5203

5 мм

875

25

65

± 12 °

прозрачный

TSHF5200

5 мм

870

35

100

± 10 °

прозрачный

TSHF5400

5 мм

870

35

40

± 22 °

прозрачный

TSMF1020

SMD

870

35

25

± 17 °

SMD корпус с прозрачной линзой

TSHG6200

5 мм

850

50

160

± 10 °

прозрачный

На рис. 4 изображена электрическая схема организации фильтрации напряжения электропитания для ИК приемников семейства TSOP, большие колебания которого могут вносить сбои в работу ИК системы.


Рис .4 Схема электропитания ИК приемников семейства TSOP


Е
Рис.5
сли напряжение питания подвержено влиянию только кратковременным помехам, тогда е мкость конденсатора C1 может быть уменьшена до 100 нФ. Конденсатор C1 должно быть установлен как можно ближе к ИК приемнику. Резистор R2 является дополнительным, если необходимы более крутые фронты импульсов выходного сигнала.

Все ИК приемники Vishay поддерживают напряжения питания 5 В или 3 В, скорость передачи потока от 800 бит/сек и могут эксплуатироваться при температурах от -25 до +85C. Модели семейства TSOP с номером, начинающимся с "3" (например. TSOP32238) могут работать в диапазоне между 2.4 В и 5.5 В. Высокоскоростные модели TSOP7000 и TSOP5700, поддерживающие скорость передачи потока данных до 20 Кбит/сек на одной фиксированной несущей частоте 455 кГц, могут работать в диапазоне напряжений питания между 2.7 В и 5.5 В. Новый уникальный ИК-приемник TSOP98200 имеет широчайшую полосу пропускания 30…455 кГц, напряжение питания 2.7…5.5 В и может использоваться для приема всех основных форматов данных (см. рис .5), при достаточно хорошей помехозащищенности. Для других типов ИК приемников Vishay напряжение питания должно быть в диапазоне между 4.5 В и 5.5 В и диапазон несущих частот в пределах 30…56 кГц. Характеристики ИК приемных модулей Vishay приведены в таблице 2.


Таблица 2 Характеристики ИК приемных модулей Vishay семейства TSOP


Тип корпуса

Функции выводов

Номинальное напря-жение пита-ния (В)

Порог чувстви-тельн.

Ee (мВт / м2)



Оптимальны для модуляции pulse length (длительность промежутков между импульсами постоянна)

Оптимальны для модуляции pulse distance (длительность импульсов постоянна)

Для малошу-мящей окружающей среды

Для стандартных применений

Для высоко-скоростной передачи данных

4…20Кбит/сек



Порог чувст.

Ee (мВт / м2) 



Для стандартных применений

SMD



1,2=Gnd,
3= Vs,
4= Out

3

0.40




 TSOP362…

 TSOP361…




 

1=Gnd,
3= Out,
4=Vs

3

1.5







TSOP570…







1,2=Gnd,
3= Vs,
4= Out 

5

0.35

 

 TSOP62…

 TSOP61…

 

 

Выводные





1=Gnd,
2=Vs,

3=Out


3

0.40




 TSOP312…

 TSOP311…

 

 

1=Gnd,
2=Vs,

3=Out


5

0.35

 

 TSOP12…

 TSOP11…

 

 




1=Out,
2=Gnd,
3=Vs

3

0.40

 

 TSOP382…

 TSOP381…

 

 

1=Out,
2=Gnd,
3=Vs

5

0.35

 

 TSOP582…

 TSOP581…

0.30

 TSOP18238

1=Out,
2=Vs,
3=Gnd

3

0.40

 

 TSOP392…

 TSOP391…




 

1=Out,
2=Vs,
3=Gnd

5

0.35

 

 TSOP592…

 TSOP591…

0.30

 TSOP19238

1=Out,
2=Gnd,
3=Vs

3

300







TSOP98200










1=Out,
2=Gnd,
3=Vs

3

0.25

 TSOP344...

 TSOP348…

 TSOP341…

 

 

1=Out,
2=Gnd,
3=Vs

5

0.20

 TSOP44....

 TSOP48…

 TSOP41…

0.15

 TSOP14838

1=Out,
2=Vs,
3=Gnd

3

0.25

 

 TSOP322…

 TSOP321…

 

 

1=Out,
2=Vs,
3=Gn

3

0.8







TSOP700…







1=Out,
2=Vs,
3=Gnd

5

0.20

 TSOP24

 TSOP22…

 TSOP21…

0.15

 TSOP12238

Фирма СЭА – как официальный дистрибьютор Vishay на территории Украины осуществляет поставку полного спектра продукции этой компании и техническую поддержку по ней.



Тел. 044 296-24-00, факс. 044 296-24-10, info@sea.com.ua, www.sea.com.ua


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка