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Semplice barriera ad infrarossi

Semplice barriera ad infrarossi

Una semplice barriera ad infrarossi IR

Un po’ di tempo fa, quando stavo appena scoprendo la tecnologia IR, mi misi all’opera per creare un piccolo progetto per confermare la mia conoscenza in quest’area. Sebbene un telecomando non sia così difficile da progettare e costruire, c’è un’opzione più semplice: la barriera IR (infrarossi). Ciò consiste in un segnale IR costante che viaggia in modo permanente da un emettitore ad un ricevitore, entrambi posizionati in due posti diversi (a distanza di qualche metro). Quando un ostacolo si in frappone tra l’emettitore ed il ricevitore, il segnale IR è bloccato ed il ricevitore sente che manca, segnalando l’evento in modo appropriato.

Barriera Infrarossi

Il principio dell’operazione è sufficientemente semplice, e con molti componenti presi dallo scaffale, è semplice progettare lo schema. L’elemento IR nell’emettitore è un semplice LED IR. Questo si comporta assolutamente come qualsiasi altro LED, con la sola eccezione che emette luce nello spettro infrarosso. La luce emessa è quindi invisibile da occhio umano, ma serve per eccitare l’elemento di ricezione ad infrarossi dall’altra parte della barriera. Un elemento importante di questo LED è la lunghezza d’onda della luce emessa, che già sappiamo trovarsi nello spettro infrarosso. Lo stesso spettro infrarosso è abbastanza ampio, e va da circa 700nm ad 1 mm. E’ stato suddiviso dalla Commissione Internazionale dell’Illuminazione (CIE n.d.t.) in tre ulteriori bande:

    • IR-A: 700 nm–1400 nm
    • IR-B: 1400 nm–3000 nm
    • IR-C: 3000 nm–1 mm

Una comune lunghezza d’onda per i LED sul mercato è di circa 900nm. Qualsiasi grande distributore di componenti (Farnell, Digikey o anche Comet - se vivete nell’Est Europa) sarà in grado di fornirvi LED infrarossi, che attualmente sono molto comuni sul mercato. Ho scelto un LED da 940nm, poiché si abbina meglio con la sensibilità del ricevitore. Come ho detto, questo LED IR si comporta come qualsiasi altro normale LED. Dovete così tenere a mente che l’intensità della luce, anche in uno spettro infrarosso, sarà data anche dall’intensità della corrente che scorre nel LED. In quanto tale, ho deciso di pilotare il LED non direttamente dal pin di un microcontroller, ma attraverso un transistor in grado di gestire una corrente maggiore. Sono stato così in grado di ottenere una portata di circa 7-8 metri per la mia barriera. Qui sotto potete vedere il semplice schema dell’emettitore.
Si basa su un PIC12F675, ma la sola ragione è che questo è quel che avevo nel cassetto. Qualsiasi microcontroller standard andrà bene.

Barriera Infrarossi Schema

Ci sono diverse ragioni per cui non è necessario tenere sempre acceso il LED (questa è una domanda comune). Una ragione secondaria è il consumo di corrente. Ho intenzione di accendere sia il ricevitore che l’emettitore tramite una batteria 9V, ed intendo concedere come limite massimo la durata della batteria. Darei solo l’impulso al LED di volta in volta, quindi in realtà il modello ricercato dal ricevitore non sarebbe un flusso continuo di luce IR, ma una serie di impulsi. La ragione principale che sta dietro a questa decisione è il modo in cui il ricevitore funziona. Qui di seguito potete vedere anche lo schema del ricevitore:

Simple Infrared Barrier

Anche il ricevitore è basato su un PIC12F675, ma usa un modulo dedicato IR RPM7100 di Rohm che è sensibile alla luce infrarossa. Questo modulo è in realtà un 3-pin IC: corrente, terra e terminale d’uscita. Quando non c’è luce infrarossa circostante, il terminale d’uscita del modulo RPM7100 rimane basso.
Quando il modulo individua una luce infrarossa attorno a lui, il connettore si alza. Sfortunatamente se la luce infrarossa attorno al segnalatore persiste, l’output alla fine andrà diminuendo a causa dell’elettronica interna del modulo. Ciò non è chiaramente specificato nel datasheet (almeno, non se siete dei neofiti degli infrarossi) ma è in qualche modo suggerito in due modi. Il primo suggerimento può essere estratto dal diagramma del blocco interno dato nel datasheet del RPM7100:

Simple Infrared Barrier

Il diodo sulla sinistra è l’attuale ricevitore. Tra uno stadio amplificatore ed uno stadio limitante, c’è un condensatore di serie, che in realtà filtra il componente continuo nel segnale in entrata (che è un segnale elettrico a questo stadio). In quanto tale, per avere un segnale che vorreste far passare attraverso questo condensatore, vi servirà un segnale ad infrarossi pulsante, che sarà convertito in un segnale elettrico pulsante, che, se avrà la giusta frequenza, non sarà filtrato dal condensatore di serie. Anche il secondo suggerimento arriva dal datasheet, dove il costruttore mostra un segnale test per il ricevitore. In realtà mostra come il segnale elettrico che fa funzionare il LED dovrebbe essere (segnale di trasmissione) e come dovrebbe essere l’uscita prevista del RPM7100 (segnale di uscita):

Simple Infrared Barrier

Armati di queste fonti di conoscenza, non è stato difficile creare un piccolo codice nel microcontroller trasmittente al fine di ottenere la forma d’onda consigliata. Il microcontroller nel ricevitore guarda sempre al pin d’uscita del RPM7100, aspettando una serie di impulsi con una specifica frequenza. Quando un particolare segnale manca, decide che c’è qualcosa che blocca il percorso tra il ricevitore e l’emettitore, quindi un ostacolo.
Segnala questa situazione in due modi: inizialmente facendo accendere ad intermittenza il LED D2 attaccato, che è un normale LED, visibile ad occhio umano; in un secondo momento mandando un messaggio alla porta seriale del PC (questo è il motivo per cui anche il chip ST232 trova posto nello schema).

Dato che il PIC12F675 non ha un hardware UART, questo deve essere implementato in un software (ci sono migliaia di informazioni su internet a proposito di questo). Il PIC12F675 ha un oscillatore interno RC, perciò non c’è bisogno di alcun cristallo, ed entrambi gli schemi sono completi. Potete trovare anche qui allegati i software sia per il ricevitore che per il trasmettitore (scritto in collaborazione): per l’emettitore e per il segnalatore.

AllegatoDimensione
infrared.zip9.8 KB

 

 

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ritratto di slovati

Non buttate i vecchi mouse

Ho trovato questo progetto molto valido e didattico, soprattutto per chi vuole muovere i primi passi nell'affascinante mondo dell'infrarosso. Consiglio appunto di non buttare via i vecchi mouse, in quanto al loro interno (soprattutto in quelli con la "pallina") sono presenti dei componenti facilmente recuperabili quali appunto emettitori (led) IR e moduli ricevitori IR. In genere ne esistono almeno 2 coppie: una x rilevare i movimenti del mouse lungo l'asse X e l'altra x rilevare i movimenti sull'asse Y. Il modulo ricevitore e' del tipo indicato nel progetto, cioe' richiede solo l'alimentazione e la polarizzazione (come il diodo emettitore). Io personalmente ho realizzato un semplice encoder con una coppia emettitore-ricevitore IR di recupero.
Se non volete aprire il mouse, potete vederne l'interno a questo link:
http://computer.howstuffworks.com/mouse2.htm

ritratto di kikki

Informazioni barriera IR

Salve vorrei una informazione sulla barriera IR !
Vorrei sapere se il segnale che va a modulare il led IR è un segnale rettangolare di frequenza pari a quella di funzionamento del ricevitore.
Ad esempio il mio rx è un tsop1736 che mi estrae la portante a 36KHz percui io gli sparo un'onda quadra al led Tx con quella freq(36KHz) e DC=0.5%.é giusto il mio approccio!grazie per la vostra disponibilità!cordiali saluti!

ritratto di  anonim

bariera ir .presa jack cuffie

ciao sapete come posso collegare una presa jack pr le cuffie in modo che qunado il segnale ir viene ostacolato suoni dentro le cuffie e non fuori... grazie

ritratto di Lorenzo2

Buongiorno vorrei sapere se

Buongiorno vorrei sapere se il PIC12F675 deve per forza essere programmato o la barriera funziona già inserendolo.
Nel titolo si scrive "semplice barriera ad infrarossi" ma se si deve programmare il microcontrollore la semplicità si perde.
Grazie

ritratto di Frank Barella

Il microcontrollore, in

Il microcontrollore, in quanto tale, è atto al controllo e quindi ovviamente c'è bisogno di un programma da scrivergli che gli dica come deve essere effettuato questo controllo,cosa deve farne dei segnali che riceve e che segnali deve presentare a sua volta in uscita.

ritratto di schat

semplice barriera infrarossi con pic12f675

salve, mi sono appena abbonato come utente platinum , ma gia vedo delle prime anomalie cioe non trovo il link e neppure il file da scaricare , di una semplice barriera infrarossi con pic 12f675, ora vi chiedo dove posso trovare il link o il file completo per scaricare? grazie

ritratto di Emanuele

Barriera infrarossi

Salve,

la pagina download è ormai obsoleta, risale a +5 anni fa :)

I file posso essere richiesti ed inviati via email, il file richiesto è ora in allegato all'articolo.

Ti segnalo comunque che a parte il file sulla barriera ad infrarossi, con l'abbonamento Platinum hai a disposizione tutti gli articoli Premium e tutti gli EOS-Book. Vedi il sito dedicato agli Abbonati: www.emcelettronica.com

ritratto di schat

file barriera infrarossi

ciao, si e vero che o a disposizione diversi nuovi articoli ma a me mi interessono molto articoli semplici anche se sono vecchi, volevo chiedere il file asm della barriera infrarossi non si riesce a convertirlo in HEX ne da MAPLAB di versione 8.02 e neanche dalla versione 8.92 ,cosi anche per software mikroc pro for pic.Vi chiedo ancora di potermi inviare il file HEX per e-mail grazie

 

 

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