sábado, 27 de junio de 2009

Emisión recepción en infrarrojos

Cuando deseamos hacer una conexión inalambrica entre dos dispositivos lo mas cercano a implementar , a pesar de su corto alcance , es por emisión infrarroja , tambien lo usamos en robotica para detectar objetos cercanos y hacer que el carrito desvie su trayectoria para no colisionar , lo mismo se usa para hacer salir un carrito robot de un laberinto , con ayuda de un PIC y un buen programa para controlar las ruedas ,el siguiente circuito es lo mas elemental para experimentar con estos dispositivos, los podemos obtener de un mouse de PC en desuso , en Google podemos encontrar mucha información de como desarmarlos e identificarlos.
El emisor infrarrojo mas simple es el led infrarrojo alimentado a 5 voltios o menos ( mínimo 3 voltios) y su resistencia limitadora que determina su brillo , intensidad y por tanto su alcance , se debe considerar que a diferencia de un puntero laser de luz paralela y estrecha , el infrarrojo se abre con determinado ángulo , siendo un led infrarrojo típico el que tiene una abertura de haz de 15 grados , esto limita el rango , en este circuito es dificil llegar al metro de alcance.
El receptor es un fotodiodo , en los mouses modernos se usan fototransistores apareados , traen 3 patas , la de en medio es el emisor comun , las otras dos son los colectores , la base por supuesto es la que recibe la luz infrarroja , es importante observar que el fotodiodo se polariza en inversa , su salida va a un opam conexionado como seguidor de tensión , si los ponemos alineados y cercanos al encender el led transmisor se enciende el led en el receptor , si interrumpimos el haz con un objeto opaco o con la mano se apaga. Describiendo los componentes:
LED infrarrojo :Este componente puede tener la apariencia de un LED normal, la diferencia radica en que la luz emitida por el no es visible para el ojo humano, únicamente puede ser percibida por otros dispositivos electrónicos como una cámara digital.La máxima corriente permita por el LED infrarrojo es 150mA (0.15A)esto hay que considerar para poner la resistencia limitadora
Fotodiodo : Es un semiconductor que tiene la propiedad de cambiar la corriente que circula a través de él, de acuerdo a la cantidad de luz que incida su área fotosensible. Una variante especial de los fotodiodos es el fotodiodo infrarrojo, el cual posee un filtro que le permite aceptar únicamente señales luminosas de este tipo.
Importante : La luz del led infrarrojo no es visible para el ojo humano , para saber si está encendido o no lo está se debe observar con una camara web , camara digital o la camara de un telefono celular , se observará un punto luminoso de un color medio violeta , electricamente se puede encontrar anodo y catodo usando un multimetro normal. El seguidor opam se agrega con el fin de evitar que caiga el voltaje en la salida de los sensores cuando se agrega algún otro circuito esto debido a su altisima resistencia de entrada.
Sus aplicaciones son : Barrera infrarroja con un alcance de 13 cm en sistemas de seguridad , en ascensores
Tipo Réflex 8 cm de alcance : Registradoras de Transmilenio
Procesos de embotellado
Auto réflex 4 cm de alcance : Secadores de manos , lavamanos .carros seguidores de línea.
Sin embargo para evitar influencia de la luz ambiente , para codificar , para conseguir mayor eficiencia del led transmisor y ahorrar baterias se prefiere transmitir en switching es decir por pulsos , con esto se consigue alimentando con pulsos altos y cortos mayor brillo y mas alcance que en un sistema continuo.
Encontramos estos principios de transmisión en los controles remotos de tv, asi como en el de muchos electrodomesticos , podemos alimentar un simple amplificar de transistor en emisor común que tenga el led infrarrojo como carga de colector y hacer el switching con la salida de un astable 555 ,un circuito simple cercano a los 38 Khs de los receptores infrarrojos integrados es el siguiente:
Si bien podemos transmitir a cualquier frecuencia , nuestro detector deberá tener un un filtro digital que acepte solo a esa señal y rechaze a las otras , esto se hacia antes con el PLL 567 complicando los circuitos detectores , en vista de eso se diseñó un standart de frecuencia de transmisión a 37 khz diseñando un chip que tenga integrado el filtro de 37 khz , sin embargo el duty cicle de la portadora debe ser de 50% , dificil de imlementar con un 555 en su configuración clásica , de hecho un circuito clásico en internet probado muchas veces es el siguiente:
Para recibir este haz pulsante se usan foto receptores infrarrojos integrados , un dispositivo que en el mismo encapsulado reune el receptor de luz infrarroja, una lente y toda la lógica necesaria para distinguir señales moduladas a una determinada frecuencia , es decir un filtro de frecuencia digital.
Algunos de los conocidos son los receptores IS1U60 de Sharp que mostramos en la figura , que se activan cuando reciben una luz infrarroja modulada a una frecuencia de 38 Khz. (el haz infrarrojo
se apaga y enciende 38000 veces por segundo). Esto los hace compatibles con un gran numero de mandos a distancia de electrodomésticos.

Se encuentran algunos receptores de infrarrojos como los de Sharp como por ejemplo los IS1U621 con mas rango de recepción (8 metros frente a los 5 de los IS1U60). Sin embargo según los fabricantes la disposición de pines puede variar y deberá consultarse en el datasheet correspondiente antes de realizar cualquier conexión, sin embargo siempre se va a encontrar tres pines : una que se conecta a Vcc, otra que va a GND y una tercera, Vout, por la que obtendremos diferentes niveles si se recibe o no la señal infrarroja (en el caso de los Sharp, un nivel alto si no se recibe la señal infrarroja modulada o un nivel bajo si se esta recibiendo).Por ejemplo en la figura siguiente con el IS1U60 visto de frente, las patas de izquierda a derecha corresponden con Vout, GND y Vcc.

1 comentario :

felipe de jesus medina ruiz dijo...

Tengo una pequeña duda. ¿como podría bloquear una señal infrarroja de transmisor a receptor? Hay quienes me dicen que puedo lograrlo con una señal opuesta, otros que sólo basta con la luz emitida por un les infrarrojo, pero en realidad no estoy muy convencido de ambas afirmaciones.