كيفية بناء دائرة إرسال واستقبال بسيطة بالأشعة تحت الحمراء باستخدام مؤقت 555؟

يشيع استخدام جهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء وجهاز استقبال الأشعة تحت الحمراء للتحكم في الأجهزة الإلكترونية لاسلكيًا ، بشكل أساسي من خلال جهاز التحكم عن بعد. تعد أجهزة التحكم عن بُعد الخاصة بالتلفزيون وأجهزة التحكم عن بُعد للتيار المتردد أفضل مثال على أجهزة إرسال الأشعة تحت الحمراء. يتكون التلفزيون عمومًا من TSOP1738 باعتباره مستقبل الأشعة تحت الحمراء ، والذي يستشعر نبضات الأشعة تحت الحمراء المعدلة ويحولها إلى إشارة كهربائية. هنا في دائرتنا نبني جهاز التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء وجهاز الاستقبال الخاص به. نحن نستخدم IR LED كجهاز إرسال و TSOP1738 كجهاز استقبال IR.

كيف يعمل IR LED؟

ينبعث IR LED من ضوء الأشعة تحت الحمراء ، مما يعني أنه ينبعث الضوء في نطاق تردد الأشعة تحت الحمراء. لا يمكننا رؤية الأشعة تحت الحمراء من خلال أعيننا ، فهي غير مرئية للعين البشرية. الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء (700nm - 1mm) يتجاوز الضوء المرئي العادي. كل ما ينتج حرارة ، يصدر الأشعة تحت الحمراء مثل جسم الإنسان. الأشعة تحت الحمراء لها نفس خصائص الضوء المرئي ، مثل أنها يمكن أن تركز ، تنعكس ، وتستقطب مثل الضوء المرئي.

بخلاف انبعاث ضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي ، يبدو IR LED وكأنه مصباح LED عادي ويعمل أيضًا مثل LED العادي ، مما يعني أنه يستهلك تيار 20mA و 3 vots. تتميز مصابيح LED التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء بزاوية انبعاث الضوء تقريبًا. 20-60 درجة ومدى تقريبًا. بضعة سنتيمترات إلى عدة أقدام ، يعتمد ذلك على نوع مرسل الأشعة تحت الحمراء والشركة المصنعة. بعض أجهزة الإرسال لها مدى بالكيلومترات.

مستقبل الأشعة تحت الحمراء (TSOP17XX)

يتلقى TSOP17XX موجات الأشعة تحت الحمراء المعدلة ويغير ناتجها. يتوفر TSOP في العديد من نطاقات التردد مثل TSOP1730 و TSOP1738 و TSOP1740 وما إلى ذلك. يمثل آخر رقمين التردد (بالكيلوهرتز) لأشعة IR المعدلة ، والتي يستجيب عليها TSOP. على سبيل المثال ، يتفاعل TSOP1738 عندما يتلقى إشعاعًا تحت الحمراء معدلًا عند 38 كيلو هرتز. يعني أنه يكتشف IR الذي يتم تشغيله وإيقافه بمعدل 38 كيلو هرتز. مخرجات TSOP نشطة منخفضة ، مما يعني أن ناتجها يظل مرتفعًا عند عدم وجود الأشعة تحت الحمراء ، ويصبح منخفضًا عندما يكتشف الأشعة تحت الحمراء. يعمل TSOP على تردد معين بحيث لا يمكن أن تتدخل IRs الأخرى في البيئة ، باستثناء الأشعة تحت الحمراء المعدلة لتردد معين. يحتوي على ثلاثة دبابيس ، أرضي ، Vs (طاقة) ، و OUTPUT PIN.

مخطط دائرة مرسل الأشعة تحت الحمراء

نحن نستخدم TSOP1738 كجهاز استقبال للأشعة تحت الحمراء ، لذلك نحن بحاجة إلى إنشاء IR المعدل 38 كيلو هرتز. يمكنك استخدام أي TSOP ، لكنك تحتاج إلى توليد الأشعة تحت الحمراء للتردد المعني مثل TSOP. لذلك نحن نستخدم مؤقت 555 في وضع Astable لتذبذب الأشعة تحت الحمراء بتردد 38 كيلو هرتز. كما نعلم ، يتم تحديد تردد التذبذب لـ 555 مؤقتًا بواسطة المقاوم R1 و R2 والمكثف C1. كما ترون في دائرة إرسال الأشعة تحت الحمراء بالنفخ ، استخدمنا مكثف 1k R1 و 20K R2 و 1nF لتوليد التردد تقريبًا. 38 كيلو هرتز. يمكن حسابها باستخدام هذه الصيغة: 1.44 / ((R1 + 2 * R2) * C1).

تم توصيل دبوس الإخراج 3 من 555 Timer IC بـ IR LED باستخدام 470 المقاوم ومفتاح زر الضغط. كلما ضغطنا على الزر ، تصدر الدائرة IR المعدل عند 38 كيلو هرتز. يتم توصيل مكثف 100 فائق التوهج عبر الإمداد لتوفير الإمداد المستمر للدائرة ، دون أي تموج.

مخطط دائرة استقبال الأشعة تحت الحمراء

دائرة استقبال الأشعة تحت الحمراء بسيطة للغاية ، فنحن نحتاج فقط إلى توصيل مؤشر LED بإخراج TSOP1738 ، لاختبار جهاز الاستقبال. لقد استخدمنا ترانزستور BC557 PNP هنا ، لعكس تأثير TSOP ، يعني أنه كلما كان الناتج HIGH LED سيتم إيقاف تشغيله وعندما يكتشف IR ويكون الناتج منخفضًا ، سيتم تشغيل LED. يعمل ترانزستور PNP عكس ترانزستور NPN ، فهو يعمل كمفتاح مفتوح عندما يتم تطبيق جهد على قاعدته ويعمل كمفتاح مغلق عندما لا يكون هناك جهد في قاعدته. لذلك عادةً ما يظل ناتج TSOP مرتفعًا ويتصرف الترانزستور كمفتاح مفتوح وسيتم إيقاف تشغيل LED. بمجرد أن يكتشف TSOP الأشعة تحت الحمراء ، يصبح خرجها منخفضًا ويتصرف الترانزستور كمفتاح مغلق وسيكون LED قيد التشغيل. كما ترون في دائرة مستقبل الأشعة تحت الحمراء أدناهيتم استخدام المقاوم 10 كيلو لتوفير انحياز مناسب للترانزستور ويتم استخدام المقاوم 470 أوم في LED للحد من التيار. لذلك عندما نضغط على الزر في جهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء ، يتم اكتشافه بواسطة TSOP1738 وسوف يتوهج LED.

لقد قمنا بتعديل هذه الدائرة بشكل إضافي باستخدام مرحل لتشغيل أجهزة التيار المتردد الرئيسية عن طريق جهاز تحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء ، في دائرة التبديل التي يتم التحكم فيها عن بُعد. تحقق من قسم الدوائر الإلكترونية لدينا لتعلم وبناء دوائر أكثر إثارة للاهتمام ومشاريع بسيطة.