Hi,
ich möchte Daten über Infrarot übertragen. Leider sind die
Randbedingungen nicht ganz einfach und mir fällt keine sinnvolle Lösung
ein :(
Sender & Empfänger sind batteriebetriebene Attiny und sollen möglichst
wenig Strom verbrauchen. (2-4V, Ruhestrom am liebsten <100µA)
Die Übertragung kann sehr langsam laufen, z.B. 500ms pro Byte.
Reichweite: ca. 3cm, nur eine Senderichtung, kein Parität o.ä. nötig
Das größte Problem: Die Verbindung muss quasi auf Sicht funktionieren,
es gibt kein gemeinsames Gehäuse, Lichtleiter o.ä.
Ein kleiner Öffnungswinkel an den Dioden reicht aus, die beiden
Stationen werden zumindest grob ausgerichtet.
Dieses Thema habe ich schon gefunden:
Beitrag "Seriele übertragung per Infrarot über kurz distanz (One Way)"
Der dort vorgeschlagene Baustein TSOP funktioniert nur bei 5V.
Mir gefällt die Idee mit dem modulierten Licht, so werden viele
Störungen gleich ausgefiltert.
Wie könnte ich den Empfänger nachbauen?
Ein Fototransistor + Komparator am Interrupt-Pin funktioniert nicht da
sich durch das Tageslicht ständig die Schwellwerte ändern.
Den Fototransistor per AD-Wandler einlesen und die Pegelwechsel
ermitteln ist auf dem Attiny zu langsam und erhöht den Stromverbrauch zu
stark.
Gibt es vielleicht sowas wie selbsteinstellende Komparatoren?
Hi,
dann such einfach einen der auch mit ca. 3V noch geht, ->
http://www.conrad.de/ce/de/product/171115/ 2,7 - 5V
Und das ist wirklich der erst beste den google ausgespuckt hat.
Gruß
Marcus
Kontaktloser schrieb:> Ein Fototransistor + Komparator am Interrupt-Pin funktioniert nicht da> sich durch das Tageslicht ständig die Schwellwerte ändern.
Mit einem Kondensator (Hochpass) das Signal entkoppeln, dann wird der
Gleichanteil, also das Umgebungslicht gefiltert.
Kontaktloser schrieb:> Gibt es vielleicht sowas wie selbsteinstellende Komparatoren?
Sicher, in den passenden Empfängerchips.
Atmel T2526 wenn du mit moduliertem IR Licht arbeiten willst wie
Fernbedienungen (nur viel geringerer Sendeleistung), er kommt mit 900uA
aus,
oder HSDL-3201 für bidirektionales IrDA der mit 20nA im Standby und
900uA beim Empfang auskommt.
Kontaktloser schrieb:> Wie könnte ich den Empfänger nachbauen?> Ein Fototransistor + Komparator am Interrupt-Pin funktioniert nicht da> sich durch das Tageslicht ständig die Schwellwerte ändern.
für diesen zweck gibt es fotodioden und transen mit tageslichtfilter
(schwarzes gehäuse).
die lassen so ab 800nm das licht durch.
Kontaktloser schrieb:> Ein Fototransistor + Komparator am Interrupt-Pin funktioniert nicht da> sich durch das Tageslicht ständig die Schwellwerte ändern.
[...]
> Gibt es vielleicht sowas wie selbsteinstellende Komparatoren?
Ja, z.B. der eingebaute Analogkomparator der AVRs kann (bei geeigneter
Außenbeschaltung) genau dies leisten.
Der Trick ist ganz simpel: Du speist sowohl AIN1 als auch AIN0 DC-mäßig
aus dem Fototransistor. Der Unterschied: vor den beiden Anschlüssen
setzt du Filter mit gegenäufiger Charakteristik, so daß den einen
Anschluß möglichst viel von der Trägerfrequenz erreicht, den anderen
möglichst wenig.
Bei der Wahl der Filterschaltungen muß natürlich darauf geachtet werden,
daß sie für DC gleichermaßen "durchlässig" sind.
Am besten erstmal ausgiebig mit Spice simulieren, bevor man an's Bauen
geht.
Auch wenn die Daten nicht schnell übertragen werden sollten, wird es
wohl besser sein, die Daten in kurzen Paketen von einigen Bytes relativ
schnell zu schicken und da dann auch mehr Sendeleistung (also ggf. schon
100-300 mA für die LED, wenn auch mit kleinem Tastverhältnis) zu nutzen
als es langsam und mit weniger Leistung zu versuchen - im Mittel kann
dadurch der Stromverbrauch niedriger ausfallen, weil der Abstand zum
Untergrundlicht größer wird. Die Störungen von Untergrundlicht sind von
der Tendenz her eher niederfrequent.
Auch wenn so etwas wie Parität nicht direkt gefordert ist, ist so etwas
(eher sogar ein Code mit Fehlerkorrektur) eine gute Idee, um Fehler zu
vermeiden bzw. automatisch zu korrigieren. Auch wenn so erst einmal mehr
Daten gesandt werden kann das schneller und sparsamer werden, weil
Störungen gut unterdrückt werden.
Danke soweit, an Filter hatte ich bis jetzt noch garnicht gedacht!
Bei Mouser habe ich noch ein Bauteil gefunden: TSOP32338SS1V
http://www.vishay.com/docs/82490/tsop321.pdf
Leider nur für 2,5V - 5,5V, das ist ziemlich knapp.
Das Diagramm "Fig. 12 - Sensitivity vs. Supply Voltage" im Datenblatt
sieht interessant aus, wenn die restliche Elektronik da drin mitspielt
könnte man doch bis 2V gehen?
> Filter mit gegenäufiger Charakteristik
Das hört sich interessant an. Wie würde das funktionieren bzw. wie
heißen solche Filter?
Spontan würde ich das mit einer Bandsperre und einem Tiefpass probieren,
jetzt muss ich doch mal Ltspice lernen.
Wenn es mit passiven Filtern machbar ist wäre das eine perfekte Lösung
für mich :)
> Atmel T2526
"Delivery: unsawn wafers (DDW) in box" na das wird eher nix...
Wenn deine Dinger nur ein paar cm auseinander sind, dann wird es reichen
wenn dun einfach eine IRED und einen IR-Fototransistor verwendest. Gegen
direkte Störlichtquellen wird der mögliche einfallswinkel begrenzt (je
nach vorgaben mit ner linse oder einfach nem schwarzen Röhrchen). Der
Fototrans geht dann an den Komparator eine Seite des Kompis wird direkt
angesteuert, die andere via eines Tiefpasses (je nach gegebenheit kann
es sein dass man da mit nem opamp puffern muss) der den DC-Level
eliminiert. Wenn du deinen Tiefpass mit der Grenzfrequenz so auslegst,
dass er Sendefrequenz nicht nachregelt, dann kommt aus dem Komparator am
Ende wieder die gesendeten 1en und 0en raus (so lief das btw
üblicherweise bei billigen IRDa Implementierungen). Das geht halt nur
gut wenn dein Sender deutlich heller als die Störquellen sind (sollte
aber bei so kleinen Abständen kein Prob sein). Für eventuelle Störungen
hat man halt ein Protokoll das ein paar Prozent Fehler verkraftet....
Für den Detektion reicht vermutlich schon ein passiver Tiefpass für den
Vergleichskanal des Komparators. Wie man das mit dem Filter auslegt
hängt aber davon ab was man als Protokoll wählt.
Gut zu detektieren sind vor allem intensive Pulse, die wegen des
Stromverbauchs aber wohl nur kurz sein können. Ein Vorschlage wäre:
Die Daten mit "Startbit" ähnlich wie bei der UART als Pulse von z.B. 10
µs Länge mit fest 1 ms Abstand.
Bei der Beschaltung des Fototransistors könnt man ggf. auch eine
Induktivität statt einen Widerstandes nutzen - damit hat man bereits
eine gute DC Unterdrückung und bekommt nur die etwas höheren
Frequenzkomponenten. Nebenbei bleibt die Gleichspannung am
Fototransistor voll erhalten - etwas Spannung sollte man schon haben,
damit die Grenzfrequenz nicht zu niedrig wird.
Ggf. wäre auch zu überlegen keinen Fototransistor zu nutzen sondern eine
Fotodiode und einen extra Transistor zur Verstärkung. Im Extremfall ggf.
sogar mit Ladungspumpe für mehr Vorspannung an der Fotodiode (braucht ja
fast keinen Strom).
http://youtu.be/HKRPfa66_po Wenn ein pfuscher wie KipKay es mit nem
Laserpointer und ner Solarzelle schafft Audio quer durch den Raum zu
übertragen dann wird man mit ner IRED und einem Phototransi locker 3 cm
weit kommen ^^
Aber mal ernsthaft, Sachen wie eine Photodiode mit extra Verstärker sind
overkill. Phototransi mit rel. kleinem Vorwiderstand (oder eben einer
Spule, wenn man eine kleine mit genug Induktivität findet) in einen
Komparator an den andren Eingang einen Tiefpass abzweigen (eher
hochohmig) und fertig ist die Laube. Alles andere (Fehlerkorrektur und
co) macht man besser und schneller in Software, die ganzen ATtinyxxVs
haben ja bei ihren 1.8V noch ihre 4 MIPS auf Lager, da geht das locker
rein wenn man keine hohen Geschwindigkeiten braucht. Und in "stillen"
Zeiten kann man ja den AVR schlafen legen (und den Pullup am Phototransi
ausschalten, wenn man das vom Design her kann, ein "Sync" Knopf an den
Geräten ist z.B. eine gute Idee bei sowas)
