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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik gepulste IR-LED - wie hoch darf ich gehen?


Autor: Robin (Gast)
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Hallo,

ich hab ne IR-LED, die normalerweise mit 100mA betrieben wird. Zur 
Erhöhung der Reichweite will ich die LED gepulst mit höherem Strom 
betreiben.

Ich kenne die Faustregel, dass der Strom im zeitlichen Durchschnitt 
nicht höher sein darf als der zulässige Dauerstrom (also im Prinzip: die 
Grenze bestimmt die effektive Leistung).
Nun würde ich die Diode mit 3 Ampere betreiben (maximaler Stoßstrom lt. 
Datenblatt), das Datenblatt gibt mir dafür aber eine Impulsdauer von 
10µs an. Wenn ich mir das Ausrechne, komme ich aber auf 33ms, also mehr 
als eine Größenordnung Unterschied!

Darf ich die LED bei 3A jetzt 33ms anlassen oder nur 10µs??? 10µs sind 
mir ehrlich gesagt etwas zu kurz, aber ich brauche die Sendeleistung.

Wenn sich jemand das Datenblatt ansehen möchte: 
http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDE...

Grüße,
Robin

Autor: Harald A. (embedded)
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Steht doch im Diagramm auf Seite 5 --> Permissible Pulse Handlung 
Capability, da sieht man auch deutlich, wo die 3A/10us herkommen.

Wenn das nicht reicht, andere LED oder anderes Konzept!

Autor: Thomas O. (kosmos)
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musst du auf das Protokoll des Empfängers achten oder machst du das 
selbste? Ist eine hohe Übertragungsrate notwendig?

Wenn du also nicht festgelegt bist würde ich es so machen, das ein High 
Impuls nur die Trennung der Bits darstellt, ob High oder Low wird dann 
durch die Pausenlänge(Low) bestimmt.

und die kannst du dann ja so lange machen das das Pulsverhältniss passt, 
also,
 1mSek Low = Low
10mSek Low = High
Bittrennung wenige µSek Highimpuls

Autor: Robin (Gast)
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Nein, das wird nicht direkt eine Datenübertragung, das soll ein 
gepulster Infrarotsender werden, um eine Art Transponder anzusteuern. 
Der Transponder fährt an einem Infrarotsender vorbei und misst die Zeit 
bis zum nächsten IR-Sender.

Gepulst ist es also wegen der Leistung, und um den IR-Sender eindeutig 
zu erkennen, das System soll draussen betrieben werden. Die Frequenz 
möchte ich nicht zu niedrig machen, da der Transponder sehr kurz im 
Empfangsbereich ist, und das Signal vielleicht nicht sicher erkannt 
werden kann. Angepeilt habe ich 20Khz.

Ich habe von dem System einen Prototypen gebaut (mit 10 etwas (30%) 
schwächeren LEDs á 500mA), aber an der Reichweite muss ich noch arbeiten 
(bisher drinnen 2-5m, je nach Sonneneinstrahlung). Der Empfänger hat 
eine Transistorstufe zur Signalverstärlung (Empfindlichkeit schon fast 
zu hoch, schaltet je nach Einstellung selbst bei indirekter 
Sonneneinstrahlung ständig durch) und ein Plastikröhrchen zum Abschirmen 
von unerwünschtem Licht, ich kann also nur noch am Sender arbeiten.

Aber ich hab mich jetzt mit 2,5µs Puls und 47,5µs Pause abgefunden. 
Damit kann ich zwar "nur" mit 1,5A pulsen, aber sonst komme ich nicht 
auf 20Khz und da sollte auch etwas Sicherheit drin sein. Kürzer als 
2,5µs will ich nicht pulsen, da die LED zum einschalten (10-90%) schon 
0,5µs braucht. Wöllte ich mit dem Strom noch höher gehen, müsste ich 
größere Pausen machen - es dreht sich im Kreis.

Aber vielen Dank für den Hinweis auf das Diagramm, hatte ich vorher 
nicht genau betrachtet und mich nun endlich mal damit beschäftigt :-)

Autor: Michael H* (Gast)
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mehr leds?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Robin wrote:

> Ich habe von dem System einen Prototypen gebaut (mit 10 etwas (30%)
> schwächeren LEDs á 500mA), aber an der Reichweite muss ich noch arbeiten
> (bisher drinnen 2-5m, je nach Sonneneinstrahlung). Der Empfänger hat
> eine Transistorstufe zur Signalverstärlung (Empfindlichkeit schon fast
> zu hoch, schaltet je nach Einstellung selbst bei indirekter
> Sonneneinstrahlung ständig durch) und ein Plastikröhrchen zum Abschirmen
> von unerwünschtem Licht, ich kann also nur noch am Sender arbeiten.

Modulierst du den Sender?
Irgendwie kommt mir dein System ineffizient vor, eine normale TV 
Fernbedienung schafft schon >10m mit einer LED.

Wenn du die LED zusätzlich mit einer Frequenz modulierst, halbiert sich 
die Einschaltzeit zusätzlich nochmal (da die Impulse nur während einer 
Halbwelle der Frequenz eingeschaltet sind).

Autor: Robin (Gast)
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Nein, der Sender ist nur gepulst, nicht moduliert. Hat einer von euch 
eine Ahnung, wie man das macht, wenn mans "richtig" macht (z.B. 
TV-Fernbedienung).

Da kann der Empfänger ja auch nicht viel empfindlicher sein, wenn das 
Ding durch die Sonneneinstrahlung nur "an" sehen würde, kann man noch so 
trickreich pulsen, modulieren und codieren, da kommt dann einfach nix 
an. Also müssen die doch auch eine gewisse Sendeleistung in der FB 
haben, oder mache ich irgendwas grundsätzlich falsch?!

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Robin wrote:

> Da kann der Empfänger ja auch nicht viel empfindlicher sein, wenn das
> Ding durch die Sonneneinstrahlung nur "an" sehen würde, kann man noch so
> trickreich pulsen, modulieren und codieren, da kommt dann einfach nix
> an.

Doch, ein Offset kann man leicht entfernen, das ist der Trick an der 
Sache.

> Also müssen die doch auch eine gewisse Sendeleistung in der FB
> haben, oder mache ich irgendwas grundsätzlich falsch?!

Ja, deine Technik ist falsch.
Wenn du es einfach machen willst: Nimm einen TSOP17xx (oder TSOP18xx) 
als Empfänger und sende mit der LED Impulse mit xxkHz die zusätzlich mit 
z.B. 1kHz moduliert sind. Jetzt brauchst du am Empfänger nur noch zu 
schauen ob das 1kHz Signal vorhanden ist. Ich könnte fast drauf wetten, 
dass du so nun auf >20m kommst. xx ist dabei die Frequenz des 
Empfängers. RC5 Fernbedienungen verwenden 36kHz, bei dir ist der Wert 
aber egal, solange die Frequenz von Sender und Empfänger übereinstimmen.

Autor: Michael H* (Gast)
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Robin wrote:
> Nein, der Sender ist nur gepulst, nicht moduliert. Hat einer von euch
> eine Ahnung, wie man das macht, wenn mans "richtig" macht (z.B.
> TV-Fernbedienung).
38kHz OOK.

> haben, oder mache ich irgendwas grundsätzlich falsch?!
ja, du hast dich nicht grundlegend informiert.
http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/ir.htm

Autor: Robin (Gast)
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Ah, ok. Das bringt mich schon einiges weiter, danke.

Wie kritisch ist die Modulationsfrequenz? Ich arbeite im Moment mit 
einem NE555 als astabiler Multivibrator, aber der ist ja nicht gerade 
für geringe Toleranzen und hohe Frequenztreue bekannt. Funktioniert das 
trotzdem, oder muss ich mit einem Quarzoszillator/ATTiny eine exakte 
Frequenz liefern?

Autor: Michael H* (Gast)
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einen quarzoszillator mit passender frequenz wirst du wohl nicht finden. 
ein tiny mit timer ist natürlich bulletproof.

ich verwende einen ne555 als modulator seit gut einem halben jahr ohne 
probleme. allerdings die cmos variante.
werte bei mir für 38kHz: 10n, 1k9, 1k9 und die 1N4148 zwischen pin 6 und 
7.

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