emettitore / ricevitore IR

[davidde]

No, i calcoli contengono degli errori:

per calcolare la frequenza di lavoro non puoi sommare i tempi così ma devi sommare Ton+toff quindi 285µs + 15µs che risulta 300µs.Ottenuto il periodo dell' onda cioè 300µs possiamo risalire alla frequenza che risulterà 1/0,0003= 3333Hz valore ben differente rispetto a quello che hai trovato. Vi è inoltre un' altro errore di calcolo, 15µs equivalgono a 0,000015s quindi il ton risulterebbe al massimo 66666Hz non 6666Hz.

Non so dirti se le formule utilizzate per il calcolo del duty cycle siano corrette..... a occhio direi di no.

Infine se vuoi utilizzare due transistor in parallelo devi porre due resistenze di limitazione sui collettori che tendano a bilanciare la corrente che scorre in ognuno di essi, altrimenti quello che ha il guadagno maggiore lavorerà in condizioni peggiori.

Ciao

David

[piero70]

grazie davidde, sto apprendendo molto dai tuoi consigli. In effetti ci son errori di calcolo.
Che valore devono avere le resistenze di bilanciamento e con quali parametri vengono scelte?

[piero70]

Ciao davidde,
ho rielaborato lo schema. Il trasmettitore lavora con frequenze da 10kHz, 850mA e 7,65W.
Controlla se va bene, l'unica nota dolente è che i resistori di potenza sono abbastanza costosi (vedi rs).

[davidde]

Ciao,

per le resistenze di bilanciamento non so darti una formula precisa , so soltanto che si mettono sempre di bassissimo valore ohmico per evitare di dissipare troppa potenza, credo che da un centinaio di mohm dovrebbero andare bene.
Per calcolare la potenza di tale resistore ricorda che deve dissipare la corrente (quella che scorre nel led) soltanto per il 5% del periodo. Questo vuol dire che la potenza (calcolata precedentemente come 6W) potrà essere decisamente inferiore rispetto a quella necessaria nel caso in cui la corrente fosse costantemente a 850mA. Probabilmente con una resistenza da 1/2 W sei a posto.

Scusami ma prima ho scritto una cosa sbagliata, le resistenze di bilanciamento vanno inserite tra emettitore e massa e non sul collettore.

Ho guardato i nuovi calcoli, c' è ancora qualcosa che non va:
Abbiamo detto che il Ton del duty cycle deve essere il 5% del periodo.
Se impostiamo la frequenza di lampeggio a 10Khz il periodo risulta 1/10000 = 0.0001sec .
Il 5% di 0,0001s vale 0.000005s cioè 5µs.
Da queste considerazioni si può concludere che il Ton deve valere 5µs mentre il Toff è 0,0001-0,000005 cioè 95µs
Per controllare che non vi siano errori facciamo il procedimento inverso cioè 95µs + 5µs = 0,0001s. Calcoliamo quindi la frequenza relativa a tale periodo 1/0.0001 = 10000Hz. I conti tornano, siamo a posto!
Il dimensionamento dei componenti R1,R2 e C deve essere fatto in funzione di questi dati.

In merito alla corrente da far scorrere nel led bisogna fare attente considerazioni. I valori calcolati di: duty cycle 5% on e corrente led 800ma sono da considerarsi assolutamente massimi. Per stare tranquilli devi fare in modo che la corrente non sia 800mA ma inferiore. Se guardi il mio schema tale corrente era stata calcolata come 500mA oltre questo valore per il momento non conviene spingersi. Considera che già con 500mA probabilmente si raggiunge il metro e mezzo di copertura.
Ti consiglio quindi di calcolare nuovamente la resistenza in serie al led con questo valore di corrente, un solo bc337 dovrebbe resistere a questi picchi visto che il datasheet da come valore di picco massimo 1A.

Occhio anche alla potenza della resistenza da 10ohm; 12W quasi sicuramente basta da 1/2W.

Ciao

David

[piero70]

Ciao davidde,
ho apportato le modifiche e credo che ora dovrebbe andare bene.

[davidde]

Ciao tenbears,

questa volta i calcoli mi sembrano corretti. Dopo aver costruito il circuito controlla con l' oscilloscopio il segnale presente sul led emettitore per verificare che tutto funzioni come calcolato.

Fammi sapere come vorresti procedere per progettare lo schema del ricevitore.

Ciao

David

[piero70]

Ciao davidde,
scusa ma ho avuto problemi di collegamneti con il forum, il sistema non mi faceva entrare.

Tornando a noi il circuitino come da disegno è stato realizzato ma il transistor scaldava molto, ho inserito un emettitore in serie all'altro ed un altro transistor in parallelo all'altro. Il risultato no è cambiato, la distanza di ricezione non supera i 15 cm.
Attualmente però il ricevitore ha solo una resistenza di 100Ohm in serie ed un'alimentazione di 4,5V.
Il ricevitore vorrei realizzarlo con un filtro (attivo o passivo) e un'amplificazione elevata con dei Mosfet.

[davidde]

Ciao tenbears,

le cause che provocano il surriscaldamento del transistor possono essere molteplici. Se il circuito funzionasse correttamente il BC337 dovrebbe lavorare come interruttore di conseguenza un' elevato aumento di temperatura non sarebbe giustificato.
Potrebbe essere (secondo me è probabile) che il picco di corrente assorbito dal led infrarosso provochi una brusco calo della tensione di alimentazione e quindi l' NE555 non riesca a lavorare correttamente. Se vuoi provare a risolvere inserisci due diodi e due condensatori elettrolitici come indicato nello schema che ti ho postato.

Hai controllato il segnale presente sul diodo trasmettitore?

Ciao

David

[piero70]

Ciao David,
scusa l'assenza ma non ho potuto continuare a lavorare sul circuitino. Dove eravamo rimasti...

TRASMETTITORE
Il trasmettitore è funzionale.
RICEVITORE
Con questa configurazione la distanza che sono riuscito a coprire è di 3 metri. Più mi avvicino più il led si illumina. Penso si debba avere una maggiore IB del BC337 per avere una saturazione certa anche a distanze di 3 metri. In questo modo la lampadina o si accende o rimane spenta a qualsiasi distanza.
Ho testato il circuito anche con 9V ottenendo risultati apprezzabili anche a distanza di 2 metri.
Credi che aumentando la IB e mettendo all'ingresso del circuito un filtro passa banda possa risolvere il problema?

[davidde]

Ciao tenbears,

quello che osservi è normale. Il fototransistor funziona come un transistor, l' unica differenza è che la giunzione base-emettitore viene pilotata direttamente dalla luce. Più il fascio luminoso è intenso maggiore sarà la corrente che scorre tra collettore ed emettitore. Superata una determinata soglia (tipica del componente) la giunzione base-emettitore del fototransistor risulterà satura, di conseguenza il led che utilizzi come spia rimarrà acceso alla massima luminosità. Nel tuo caso avvicinando il trasmettitore al ricevitore non fai altro che aumentare la quantità di infrarossi che colpisce la superficie sensibile del fotoricevitore.

Per risolvere il problema devi creare un circuito comparatore che sia capace di rilevare la tensione al collettore del fototransistor e pilotare l' uscita in funzione di questo valore. Probabilmente utilizzando un operazionale riuscirai ad ottenere un buon compromesso tra semplicità ed affidabilità.
Il filtro passa banda secondo me è da inserire per prevenire false commutazioni dell' uscita.

Un' ultima cosa, lo schema che hai postato non mi sembra corretto, la resistenza da 1,2Kohm va collegata tra positivo e collettore, non tra emettitore e massa. Io proverei così, non ho realizzato il circuito ma dovrebbe funzionare (con i limiti riscontrati anche nella tua versione):

fotoricevitore.jpg (13.96 KiB) Osservato 5250 volte

Se invece vuoi avere un circuito con uscita ON/OFF (tipo crepuscolare) il fototransistor deve essere collegato così:

fototransistor.jpg (12.51 KiB) Osservato 5247 volte

Ciao

David