Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strahlungswinkel bei IR-Sendern


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von Frank H. (meiland)



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Hallo,
ich befasse mich mit verschiedenen IR-LEDs zur Datenübertragung. Senden 
mit 38kHz und Empfang mit TSOP4838 alles kein Problem.
Ich habe mehrere IR-Sendedioden VSLY5940 gekauft und versuche den 
Sendewinkel zu bestimmen.
Ich habe versucht die genannten 1,65 V genau einzustellen. (100 mA)
Im Datenblatt steht ein Halbwertstrahlungswinkel von 6°.

Meine Messungen des Strahlungswinkels(nicht des Halbwertswinkels) sehen 
aber ganz anders aus.
Bei einem Sender/Empfänger-Abstand von 4 m ergibt sich eine 
Strahlungsbreite von ca. 5 m und ein Strahlungswinkel von 77°
Bei Abstand 6 m -> Strahlungsbreite 2,7 m und ein Strahlungswinkel von 
26°
Bei Abstand 7 m -> Strahlungsbreite 2,0 m und ein Strahlungswinkel von 
16°

Das weicht gewaltig vom Halbwertswinkel ab. Oder habe ich da was falsch 
verstanden ?

Wenn ich den Sender TSAL6200 nach der gleichen Methode messe, ist das 
Ergebnis wenigsten annähernd sinnvoll.
Der TSAL6100 unterscheidet sich nach meinen Messungen kaum vom TSAL6200.
Ich habe meine Messungen als "VSLY5940-Diagramme" und das Diagramm aus 
dem Datenblatt als "Abstrahlwinkeldiagramm" angehängt.

von Jürgen (Gast)


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Frank H. schrieb:
> Ich habe versucht die genannten 1,65 V genau einzustellen. (100 mA)

So funktionieren LEDs nicht. Du stellst den Strom von 100mA ein und 
wirst sehen, daß die Spannung irgendwo bei 1,65V liegt.

von Winkel Messer (Gast)


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Wenn du mit dem Halbwerts Winkel vergleichen willst, dann messe auch den 
Halbwerts Winkel.

Nachdem du die Methode, wie du zu "Strahlungswinkel" und "Strahlungs 
Breite" kommst, als geheim behandelst, fühle ich mich nicht befugt, mich 
darüer zu äussern :) .

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Frank H. schrieb:
> ich befasse mich mit verschiedenen IR-LEDs zur Datenübertragung.
> Senden mit 38kHz und Empfang mit TSOP4838 alles kein Problem.
> Ich habe mehrere IR-Sendedioden VSLY5940 gekauft und versuche den
> Sendewinkel zu bestimmen.
> Ich habe versucht die genannten 1,65 V genau einzustellen. (100 mA)

Häh? Kann es sein daß du LED nicht verstanden hast?

Die Flußspannung wird nicht eingestellt. Die ergibt sich automatisch 
je nach Exemplar, Temperatur, ... für den eingestellten Strom.

> Meine Messungen des Strahlungswinkels(nicht des Halbwertswinkels) sehen
> aber ganz anders aus.

> Das weicht gewaltig vom Halbwertswinkel ab. Oder habe ich da was falsch
> verstanden ?

Ja. Dein Empfänger ist für diese Art Messung nicht geeignet. Denn er 
regiert im wesentlich digital : das Signal kann demoduliert werden 
oder eben nicht. Du mußt aber analog messen. Sonst kannst du schon das 
Maximum der Strahlung gar nicht messen. Und ohne Maximum auch keine 
relativen Werte.

Dein Empfänger ist auch bei 7m Entfernung noch gnadenlos übersteuert. 
Deswegen reicht ihm das bischen Licht, das bei einer Fehlausrichtung von 
8° noch ankommt.


PS: außerdem mußt du bei der Messung sehr genau darauf achten, daß es 
keine Reflexionen gibt. Das ist natürlich besonders schwer, wenn man das 
Licht nicht direkt sehen kann. Bei IR-Ferbedienungen geht eine Menge 
über Reflexionen an Wänden, Decke oder Möbeln. Es kann helfen, den 
Detektor mit einen übergestülpten Röhrchen für Refexionen blind zu 
machen.

: Bearbeitet durch User
von Frank H. (meiland)


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Winkel Messer schrieb:
> Wenn du mit dem Halbwerts Winkel vergleichen willst, dann messe auch den
> Halbwerts Winkel.
> Nachdem du die Methode, wie du zu "Strahlungswinkel" und "Strahlungs
> Breite" kommst, als geheim behandelst, fühle ich mich nicht befugt, mich
> darüer zu äussern :) .

Ich ermittle "meinen Strahlungswinkel" durch zB. bei einen 
Sender/Empfänger-Abstand(Radius) von 4 m. Bis zu welcher Breite habe ich 
mit meinem TSOP4838 mit 38 kHz noch Empfang? Bei 4 m sind das ca. 5 m. 
Mehr an Infos brauche ich nicht. Das entbehrt sicher jeder 
wissenschaftlichen Prüfung aber so annähernd wäre das ein Richtwert für 
mich.
Ich versuchte das in meiner Skizze darzustellen.
Beim Sender TSAL6200 gibt es aber einigermaßen sinnvolle Werte.
Das ist übrigens im Freien.

von Frank H. (meiland)


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Axel S. schrieb:
> ...Die Flußspannung wird nicht eingestellt. Die ergibt sich automatisch
> je nach Exemplar, Temperatur, ... für den eingestellten Strom.
Die Spannung habe ich durch einen geeigneten Vorwiderstand versucht 
einzustellen. Wie ich von spannungsgestaffelten Messungen mit dem 
TSAL6200 weiß, ergibt sich trotzdem eine sinnvolle Strahlungskurve 
entsprechend dem Datenblatt.
>
> Ja. Dein Empfänger ist für diese Art Messung nicht geeignet. Denn er
> regiert im wesentlich digital : das Signal kann demoduliert werden
> oder eben nicht. Du mußt aber analog messen. Sonst kannst du schon das
> Maximum der Strahlung gar nicht messen. Und ohne Maximum auch keine
> relativen Werte.
Ich brauche für mich nicht die Intensität, sondern ich will nur wissen 
in welchem Bereich ich unten meinen Bedingungen Empfang habe oder nicht.
>
> Dein Empfänger ist auch bei 7m Entfernung noch gnadenlos übersteuert.
> Deswegen reicht ihm das bischen Licht, das bei einer Fehlausrichtung von
> 8° noch ankommt.
Das stimmt aber ich nahm an, dass trotzdem eine sinnvolle relative 
Verteilung entsprechend des Datenblattdiagrammes vorliegt.
Im Nahbereich bis 1 m ist das aber für mich kaum auswertbar.
>
> PS: außerdem mußt du bei der Messung sehr genau darauf achten, daß es
> keine Reflexionen gibt. Das ist natürlich besonders schwer, wenn man das
> Licht nicht direkt sehen kann. Bei IR-Ferbedienungen geht eine Menge
> über Reflexionen an Wänden, Decke oder Möbeln. Es kann helfen, den
> Detektor mit einen übergestülpten Röhrchen für Refexionen blind zu
> machen.
Das ist im Freien.

von Windows10 (Gast)


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Besuche ein Seminar „wie messe ich richtig und dokumentiere die 
Ergebnisse korrekt“.

von Frank H. (meiland)


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Axel S. schrieb:
> Dein Empfänger ist auch bei 7m Entfernung noch gnadenlos übersteuert.
> Deswegen reicht ihm das bischen Licht, das bei einer Fehlausrichtung von
> 8° noch ankommt.

Meinst Du, dass man mit einer schwächeren IR Sende Diode von zB. 20 oder 
50 mA bessere Ergebnisse in Bezug auf Realisierung des vorgegebenen 
Sendediagramms erzielen könnte ?

von Frank H. (meiland)


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Windows10 schrieb:
> Besuche ein Seminar „wie messe ich richtig und dokumentiere die
> Ergebnisse korrekt“.
Was heißt richtig ?
Ich möchte wissen, ob ich in einer bestimmten Entfernung vom 
Sender(VSLY5940) und einem bestimmten Winkel zum Sender mit meinem 
TSOP4838 noch Empfang habe oder nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Frank H. schrieb:
> Meine Messungen des Strahlungswinkels(nicht des Halbwertswinkels) sehen
> aber ganz anders aus.

Wie ist dein "Strahlungswinkel" definiert?

von Frank H. (meiland)


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Wolfgang schrieb:
> Frank H. schrieb:
>> Meine Messungen des Strahlungswinkels(nicht des Halbwertswinkels) sehen
>> aber ganz anders aus.
>
> Wie ist dein "Strahlungswinkel" definiert?

Ich schrieb: ...Ich ermittle "meinen Strahlungswinkel" durch zB. bei 
einen
Sender/Empfänger-Abstand(Radius) von 4 m. Bis zu welcher Breite habe ich
mit meinem TSOP4838 mit 38 kHz noch Empfang? Bei 4 m sind das ca. 5 m.
Mehr an Infos brauche ich nicht. Das entbehrt sicher jeder
wissenschaftlichen Prüfung aber so annähernd wäre das ein Richtwert für
mich...

Aber zur grundsätzlichen Abweichung meiner Messung zur extrem schlanken 
Kurve im Datenblattdiagramm hast Du keine Idee ?

von H. H. (hhinz)


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Frank H. schrieb:
> Aber zur grundsätzlichen Abweichung meiner Messung zur extrem schlanken
> Kurve im Datenblattdiagramm hast Du keine Idee ?

Ist doch ganz einfach: du hast Mist gemessen.

Du brauchst dazu einen Empfänger ohne AGC, und einen Messraum mit für 
nahes IR schwarzen Wänden.

von ArnoR (Gast)


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Frank H. schrieb:
> Aber zur grundsätzlichen Abweichung meiner Messung zur extrem schlanken
> Kurve im Datenblattdiagramm hast Du keine Idee ?

Das ist doch von Axel schon gesagt worden: Dein Empfänger ist total 
übersteuert.

Das Strahlungsdiagramm zeigt doch nur das Verhalten bei sehr großen 
Strahlungsleistungen (70...100%), dein Empfänger sieht aber das Signal 
auch noch bei 1 oder 2% der maximalen Strahlungsleistung. Daher ist der 
für dich relevante Bereich im Diagramm die Zone bei 0, also dort wo man 
gar nichts ablesen kann, wo aber wenig Strahlung auch in viel größeren 
Winkeln emittiert wird.

von Frank H. (meiland)


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H. H. schrieb:
> Ist doch ganz einfach: du hast Mist gemessen.
> Du brauchst dazu einen Empfänger ohne AGC, und einen Messraum mit für
> nahes IR schwarzen Wänden.

Ja, Ok, wenn Du das sagst, dann ist es so.
Meine Fragestellung war ja auch, dass ich mein Ergebnis nicht verstand.
Nur die annähernde Übereinstimmung der Verteilungsstruktur meiner 
Messung mit dem Datenblattdiagramm beim TSAL6200 gab Rätsel auf.

von Frank H. (meiland)


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ArnoR schrieb:
> Das Strahlungsdiagramm zeigt doch nur das Verhalten bei sehr großen
> Strahlungsleistungen (70...100%), dein Empfänger sieht aber das Signal
> auch noch bei 1 oder 2% der maximalen Strahlungsleistung. Daher ist der
> für dich relevante Bereich im Diagramm die Zone bei 0, also dort wo man
> gar nichts ablesen kann, wo aber wenig Strahlung auch in viel größeren
> Winkeln emittiert wird.

Vielen Dank. Sehr gut erklärt.
Ich weiß jetzt in welche Richtung ich weiter arbeiten muss.

von Jens G. (jensig)


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Frank H. schrieb:
> Ich ermittle "meinen Strahlungswinkel" durch zB. bei einen
> Sender/Empfänger-Abstand(Radius) von 4 m. Bis zu welcher Breite habe ich
> mit meinem TSOP4838 mit 38 kHz noch Empfang? Bei 4 m sind das ca. 5 m.

Und das ist was ganz anderes als das, was das Strahlungdiagramm aussagt.
Du hast einfach nur die Stellen mit gleicher Lichtintensität (die der 
Detektionsgrenze des Empfängers entspricht) ausgemessen. Daß in der Nähe 
in den Randzonen deutlich mehr ankommt als in der Ferne, sollte da wohl 
klar sein.
Das Strahlungsdiagramm dagegen gibt einfach die Intensität in 
Abhängigkeit vom Winkel an. Und da gibt's logischerweise keine Bedingung 
der konstanten Strahlungsintensität.

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