ارتباط از راه دور به وسیله اشعه مادون قرمز

[spow 44,195]

ارتباط از راه دور به وسیله اشعه مادون قرمز

 

 

 

در این مبحث نگاهی به فرستنده و گیرنده های مادون قرمز می اندازیم.در شکل زیر یک پیکربندی ساده فرستنده و گیرنده مادون قرمز رسم شده است.

 

در شکل بالا مقاومت R در فرستنده برای تنظیم جریان LEDفرستنده قرار داده شده است.برای فرستنده جریان مناسب 20-40 میلی آمپر است.در گیرنده،همانگونه که مشاهده می شود،LEDگیرنده به صورت معکوس بایاس می شود.در واقع LEDگیرنده به صورت یک مقاومت متغیر در برابر اشعه مادون قرمز عمل می کند.به این شکل که با دریافت اشعه مادون قرمزمقاومت آن به شدت افت پیدا می کندوولتاژپایه منفی مقایسه گررا کاهش می دهدتا اینکه خروجی آن یک(Vcc) شود.پس مقدارR1باید طوری باشد که بسته به نوع گیرنده،در شرایط بدون اشعه،ولتاژپایه معکوسگر مقایسه کننده بالاتر از ولتاژپایه غیر معکوسگر آن،و در حضور اشعه،عکس این حالت برقرارباشد.پتانسیومتر VR1 هم به منظور تعیین ولتاژ مرجع قرار داده شده است.

 

 

 

مدار فوق فقط برای فاصله های کوتاه(حد اکثر 1 متر) خوب جواب می دهد.چرا!؟

 

به این دلیل که LEDگیرنده به شدت تحت تاثیر نور محیط قرار می گیرد ودر واقع نویز محیط روی آن اثر می کندوباعث می شود که مثلا در روز و شب عملکرد متفاوتی از خود نشان دهد یا اینکه با روشن وخاموش کردن یک لامپ پاسخ آن تغییر کند.برای حل این مشکل یک راه حل پیشنهاد داده می شود و آن این است که برای گیرنده یک ***** میان گذر با کیفیت بالا قرار داده شود که فقط یک فرکانس خاص را عبور دهدو در مقابل فرستنده نیز طوری طراحی شود که فرکانس مناسب گیرنده را توکید کندو ار طریق LEDفرستنده ارسال کند.به این ترتیب بسیاری از نویزهای محیط که با فرکانسهای متفاوت انتشار می یابند،بی اثر می شوند.

 

تمام آنچه در بالا گفته شد،در سنسورهای گیرنده نظامی وتلویزیونی انجام شده است.در شکل زیر پیکر بندی این سنسورهارسم شده است.

 

عملکرد نوع نظامی ونوع تلویزیونی سنسورها بسیار شبیه است.تنها تفاوت در فرکانس میانی ***** آنهاست(برای نوع نظامی 37.9 KHz و برای نوع تلویزیونی حدود 25KHz).همچنین نوع نظامی ***** داخلی دقیقتری دارد.پس خطای فرکانسی فرستنده باید بسیار کم باشد.در هر دو نوع در حالت عادی خروجی یک(Vcc) است و با رسیدن اشعه مادون قرمز با فرکانس مناسب،خروجی صفر می شود.

 

 

 

 

اینفرارد

اینفرارد میان قسمتهای مرئی و میكروویو طیف الكترومغناطیسی قرار گرفته است. اینفرارد محدوده طول موجی دارد، مانند طیف مرئی كه از قرمز تا بنفش گسترده است.

"Near infrared" یا "زیر قرمز نزدیک" طول موجی نزدیك نور مرئی دارد و "far infrared" یا "زیر قرمز دور" كه طول موجی نزدیك به طیف میكروویو دارد. اندازه طول موج بلندتر مربوط به far infrared در حدود نوك سوزن و طول موج كوتاهتر مربوط به Near infrared در حدود یك سلول (میكروسكوپیك) است. امواج Far infrared حرارتی هستند. به عبارت دیگر، ما هر روز تشعشعات اینفرارد را از گرما تجربه می كنیم. گرمائی كه ما از نور آفتاب، آتش، رادیاتور و... حس می كنیم اینفرارد است. عصب های سطحی حساس به دما روی پوست ما می توانند تفاوت دمای داخلی و خارجی پوست را آشكار كنند.

امواج Far infrared حرارتی هستند. به عبارت دیگر، ما هر روز تشعشعات اینفرارد را از گرما تجربه می كنیم. گرمائی كه ما از نور آفتاب، آتش، رادیاتور و... حس می كنیم اینفرارد است. عصب های سطحی حساس به دما روی پوست ما می توانند تفاوت دمای داخلی و خارجی پوست را آشكار كنند.

اینفرارد حتی در فرهای غذا نیز بكار می رود. در این روش از لامپهای بخصوصی استفاده می شود كه اینفرارد حرارتی از خود تشعشع می كنند.

اما near infrared به هیچ وجه گرم نیست و در حقیقت شما هیچ وقت نمی توانید آن را حس كنید. این از مواردی هستند كه ریموت كنترل تلویزیون شما از آن استفاده می كند.

 

چگونه می توانیم توسط اینفرارد ببینیم؟

از آنجائی كه منبع اصلی تشعشعات اینفرارد، گرما و تشعشعات حرارتی است، هر شئ كه دما داشته باشد در محدوده اینفرارد تشعشع دارد. حتی اجسامی كه ما فكر می كنیم خیلی سرد هستند، مانند قالب یخ، اینفرارد ارسال می كنند. اگر جسمی به اندازه كافی گرما نداشته باشد كه نور مرئی تشعشع كند، اكثر انرژی خود را به صورت اینفرارد تشعشع می كند. همانند یك تكه زغال گرم.

انسانها در دمای نرمال خود، اینفرارد قوی و با طول موج حدود 10 میكرون تشعشع می كنند.(یك میكرون عبارتی است كه در نجوم برای یك میكرومتر یا یك میلینیوم یك متر استفاده می شود.)

 

مردی عینكی با یك كبریت روشن در دست

برای ساختن تصویر اینفرارد مانند شكل فوق از دوربینهای مخصوص و فیلمهائی كه تفاوت دما را آشكار می كنند، استفاده می شود. این تصویری است كه شما می توانید آنرا درك كنید. این تصاویر اطلاعاتی در اختیار ما قرار می دهند كه از نور مرئی نمی شد به آنها دست یافت.