Hallo! Ich würde gerne per Infrarot Daten von einem Mikrocontroller zu einem anderen Übertragen. Dazu habe ich folgende Komponenten beschafft: IR LED: Osram SFH 4545 (5°, 950nm Wellenlänge) Empfänger: Vishay TSOP31240 (auch 950nm Wellenlänge) Beide Teile arbeiten mit einer Trägerfrequenz von 40kHz, die der sendende Mikrocontroller auch problemlos und sehr genau erzeugt. Mein Problem ist nun die Reichweite: Die Übertragung funktioniert bis zu einer Entfernung von ca. 5m. Danach kommt überhaupt kein Signal mehr beim Empfänger an. Ich würde aber gerne das Doppelte, also etwa 10m schaffen. Ist das überhaupt möglich? Welche Reichweite kann man von so einem Aufbau erwarten? Wie könnte ich da noch mehr herausholen? PS: Umgebungslicht gibt es nicht viel, da ich alles abgedunkelt habe. Die LED betreibe ich mit 5V an einem BC547-Transistor (30 Ohm Vorwiederstand). Dieser wird wiederum von einem Pin des Mikrocontrollers über 1kOhm geschaltet.
Bernd schrieb: > Welche Reichweite kann man von so einem > Aufbau erwarten? Pi*Daumen gut 30m. > Wie könnte ich da noch mehr herausholen? Besser zielen.
Viel Prosa und die wichtigen Dinge fehlen: Schema & Bild von Aufbau. Ins Blaue hinein: Transistor und Basiswiderstand sind ganz gut gewählt. Transistor könnte noch etwas kräftiger sein und der Basiswiderstand etwas kleiner aber eigentlich passt das. Von den zulässigen 1A Pulsleistung bleibst du mit 30Ohm weit weg, 15Ohm geht sicher auch. Stützkondensator nahe bei Led und Transistor. Darf ruhig 100uF haben. In 10m ist dein Leuchtfleck 1m klein, gut zielen war der richtige Vorschlag. Auch dein Empfänger natürlich mit Stütz C und auf den Sender ausgerichtet. Viel Erfolg hauspapa
Bernd schrieb: > Hallo! > Ich würde gerne per Infrarot Daten von einem Mikrocontroller zu einem > anderen Übertragen. Dazu habe ich folgende Komponenten beschafft: > > IR LED: Osram SFH 4545 (5°, 950nm Wellenlänge) > Empfänger: Vishay TSOP31240 (auch 950nm Wellenlänge) Schon mal gut. > Die Übertragung funktioniert bis zu einer Entfernung von ca. 5m. Danach > kommt überhaupt kein Signal mehr beim Empfänger an. Ich würde aber gerne > das Doppelte, also etwa 10m schaffen. > > Ist das überhaupt möglich? Ja. > Welche Reichweite kann man von so einem > Aufbau erwarten? Wir kennen den nicht im Detail. Das Datenblatt des Empfängers spricht von 45m bei 250mA LED-Strom. > Wie könnte ich da noch mehr herausholen? > PS: Umgebungslicht gibt es nicht viel, da ich alles abgedunkelt habe. > Die LED betreibe ich mit 5V an einem BC547-Transistor (30 Ohm > Vorwiederstand). Der etwas quieeetscht. (Widerstand) Naja, macht ca. 130mA LED-Strom. Ist erstmal OK. > Dieser wird wiederum von einem Pin des Mikrocontrollers > über 1kOhm geschaltet. Ist OK. Aber ein Schaltplan ist besser als Lyrik. Wichtig ist, daß die Datenkodierung sich am Datenblatt des Empfängers, sprich, den üblichen IR-Fernbedinungscodes orientiert. Denn sonst filtert dir der Empfänger das raus. Einfaches RS232 kann man da NICHT senden! Wie sind deine Daten kodiert? "SUITABLE DATA FORMAT The TSOP312.., TSOP314.. series are designed to suppress spurious output pulses due to noise or disturbance signals. Data and disturbance signals can be distinguished by the devices according to carrier frequency, burst length and envelope duty cycle. The data signal should be close to the band-pass center frequency (e.g. 38 kHz) and fulfill the conditions in the table below. When a data signal is applied to the TSOP312.., TSOP314.. in the presence of a disturbance signal, the sensitivity of the receiver is reduced to insure that no spurious pulses are present at the output. Some examples of disturbance signals which are suppressed are: • DC light (e.g. from tungsten bulb or sunlight) • Continuous signals at 38 kHz or at any frequency • Strongly or weakly modulated noise from fluorescent lamps with electronic ballasts (see figure 15 or figure 16)"
Bernd schrieb: > Die LED betreibe ich mit 5V an einem BC547-Transistor (30 Ohm > Vorwiederstand). Dieser wird wiederum von einem Pin des Mikrocontrollers > über 1kOhm geschaltet. Also ziemlich genau zu https://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Irsnd-sender.png aus dem Artikel https://www.mikrocontroller.net/articles/IRSND Ja, damit sollte mehr gehen, allerdings ist der geringe Öffnungswinkel Deiner LED mit nur 5° sehr sportlich. Wie schon in der ersten Antwort steht: Damit musst Du schon sehr genau zielen. Alternative wäre vielleicht eine LED mit etwas größerem Öffnungswinkel, z.B. SFH409 mit 20°. Zum Vorwiderstand: Mal rechnen, was man da bei der SFH4545 noch rausholen kann: Laut Datenblatt kann die LED bei einer Pulslänge von 20msec locker einen (Puls-)Strom von 100mA ab. Bei 1,5V Vorwärtsspannung und 5V Versorgung sind 33 Ohm ganz gut geeignet. Das passt also. Allerdings gehen bei kürzeren Pulsen noch höhere Ströme: bei einer Pulslänge von max. 25µs wäre sogar ein Strom von 1A möglich. Da ergeben sich 2 Fragen an Dich: - Wieviel Strom kann Deine Versorgung liefern? - Welches Übertragungsprotokoll bzw. welche Pulslängen nutzt Du? Hilfestellung kann hier auch IRMP: Die IR-Protokolle im Detail geben.
:
Bearbeitet durch Moderator
Frank M. schrieb: > Allerdings gehen bei kürzeren Pulsen noch höhere Ströme: bei einer > Pulslänge von max. 25µs wäre sogar ein Strom von 1A möglich. Danach müsste allerdings eine lange Pause kommen, so dass im Mittel nur 100mA fließen.
H. H. schrieb: >> Allerdings gehen bei kürzeren Pulsen noch höhere Ströme: bei einer >> Pulslänge von max. 25µs wäre sogar ein Strom von 1A möglich. > > Danach müsste allerdings eine lange Pause kommen, so dass im Mittel nur > 100mA fließen. Man braucht keine 1A Pulsstrom, sondern Köpfchen! Beitrag "Re: Infrarot LED Lichtschranke"
Sich vielleicht auch von dem Gewehrverhalten verabschieden. Gute Systeme schaffen es, in einem mittelgroßen Raum eine Verbindung in alle Zielrichtungen herzustellen! f0 muß ziemlich genau stimmen! Dauerträger werden unterdrückt. IR-LED hat eine große Eigenkapazitat, die zu einem Tail führt, also besser Stromsteuerung (z.B. Transe schließt LED kurz).
Beitrag #7357432 wurde von einem Moderator gelöscht.
OK, ich denke ihr habt da einen wichtigen Punkt angesprochen: das Datenformat. In meiner Naivität habe ich einfach ein 40 kHz Signal mit 50% Duty Cycle auf den Sender gegeben. Das hat soweit ja auch gut funktioniert (Empfänger erkennt das Signal als Dauer-1). Aber wie Du oben zitiert hast, scheint der Empfänger das gar nicht gern zu mögen: Some examples of disturbance signals which are suppressed are: • Continuous signals at 38 kHz or at any frequency Dann würde ggf. schon ein anders geformtes Signal (kürzere Pulse bei 40 kHz?) eine Verbesserung bringen.
Möglich ja, auch deutlich performanter. Aber eher nicht mehr mit IR. Typischer Weise nutzt man dafür RGB-LEDs und macht Diskrete Multitone Modulation (DMT). Damit kommt man auf 1-10Gb/s. Stichwort optisches WLAN / Visible Light Communication. Kritische Faktoren sind (auch bei dir) Leistung der LED, Empfindlichkeit der PD und jeweils Impedanzmatching. Bei Entfernungen ab 10m fängt man typ an über Fokussierung mittels Linse oder Wechsel auf Laser nachzudenken.
:
Bearbeitet durch User
Bernd schrieb: > OK, ich denke ihr habt da einen wichtigen Punkt angesprochen: das > Datenformat. Nimm einfach NEC: https://www.mikrocontroller.net/articles/IRMP#NEC_+_extended_NEC Das ist ein Standard, der heute zu 80% in jeder IR-Fernbedienung genutzt wird. Außerdem steckt hier durch (invertierte) Wiederholung der Daten auch noch ein wenig Redundanz drin, welche die Datensicherheit erhöht. Und Falk hat da recht: Mit der richtigen Schaltung braucht man keine 1A Strom, um 10 Meter (und mehr) weit zu kommen. Das schafft schon die Standard-Schaltung aus dem IRSND-Artikel, die ich oben verlinkt habe.
Falk B. schrieb im Beitrag #7357432:
> Pilze aus dem Nährboden
Ach was, Po*nobalken der 70er kommt wieder in Mode 😏
Falls Du erstmal einfach Reichweite testen willst: 40kHz/Duty 50% 20 Zyklen on/off 60 Zyklen off in Endlosschleife wiederholt sollten dem Empfänger ganz gut gefallen und sind auf einem beliebigen uC nur ein paar Zeilen Code. bitte schreib am Schluss wie weit du kommst. viel Erfolg hauspapa
Bernd schrieb: > OK, ich denke ihr habt da einen wichtigen Punkt angesprochen: das > Datenformat. > In meiner Naivität habe ich einfach ein 40 kHz Signal mit 50% Duty Cycle > auf den Sender gegeben. Das hat soweit ja auch gut funktioniert > (Empfänger erkennt das Signal als Dauer-1). > Aber wie Du oben zitiert hast, scheint der Empfänger das gar nicht gern > zu mögen: Ja, der Emfänger braucht schon ein Signalbild, wie es im Datenblatt: https://www.farnell.com/datasheets/2050194.pdf in Fig.3 als Testsignal zu sehen ist. Das kann man z.b. mit einem doppelten Multivibrator erzeugen.
Kennt jemand ne Abhandlung zur Effizienz der einzelnen Moulationsschemen? Das wäre auch ne nette Arbeit fürs Studium... Mein TV verwechselt gerne mal verschiedene Tasten, wenn der Empfangspegel grenzwertig ist. Codierung habe ich bislang nicht untersucht.
Hallo Bernd, ich hatte genau das gleiche Problem. Die Lösung, die wirklich unter allen Bedingungen perfekt funktioniert hat, war eine Sammellinse mit entsprechender Brennweite jeweils auf Sender- und Empfängerseite. Die Anwendung war ein Regalfahrzeug mit Entfernungen der Infrarotstrecke zwischen 1m und 25m. Gruss Werner
Bernd schrieb: > Dann würde ggf. schon ein anders geformtes Signal (kürzere Pulse bei 40 > kHz?) eine Verbesserung bringen. Du solltest mal versuchen, den IR-Empfänger und sein Datenblatt zu verstehen. Dann erkannst du vielleicht, welche Form das Signal haben MUSS. Nämlich etwas borstiges, neudeutsch Burst. |||||||______||||||_______|||||| Selbst die 40kHz Pulse müssen keine 50% Tastverhältnis haben, da arbeitet man in der Praxis mit 10-30%. Das 4kHz Trägersignal erzeugt man mittels Timer und PWM und passenden Tastgrad, die Bursts im zugehörigen Overflow-Interrupt per Software (PWM-Ausgang ein/aus schalten, Timer läuft weiter).
H. H. schrieb: > Dann muss er noch genauer zielen. Genau, damit geht es dann aber sogar über mehrere Kilometer. Mit der entsprechenden Linse habe ich schon einen Videorecorder über 2km bedient. Mit der originalen FB.
Haha, gibt bestimmt kein Video davon. Schade. Wir hatten mal einen HeNe-Laser aus einem Hochhaus leuchten lassen und sind dann auf die Suche gegangen,wo der Leuchtfleck nachts runterkommt... mitten auf der Autobahn zur Stadt rein. Ca. 3km Luftlinie entfernt.
Angehängte Dateien:
-
20230223_221153.jpg
240 KB
Abdul K. schrieb: > und sind dann auf die Suche gegangen, wo der Leuchtfleck nachts > runterkommt Für die damalige Zeit stelle ich mir das genauso spannend vor, wie heute das Geocaching ;)
Es war sehr unterhaltsam und etwas beängstigend. Auch weil 35mW auf so 2qm recht hell sind. Haben wir schleunigst ausgeschaltet.
Soo, es gibt Neuigkeiten :-) Folgendes habe ich geändert: - Duty Cycle des 40kHz Signals von 50% auf 25% reduziert - Vorwiderstand der LED von 30 auf 10 Ohm verkleinert - Senden von 4ms-Pulsen statt eines Dauersignals - Kondensator (100uF) an LED Und was soll ich sagen: die Reichweite ist beängstigend :-D Die Kommunikation läuft jetzt quasi durchs ganze Haus, auch über verscheidene Etagen hinweg! (kein Scherz) Das Signal reflektiert zig mal aus dem Zimmer, durch den Flur und das Treppenhaus bis zum Empfänger. Damit ist die Abdeckung fast besser als mein WLAN ;-) Ich werde den Sender also wieder etwas "abschwächen". Danke für eure tollen Tipps! Ihr seid die Besten :-)
Abdul K. schrieb: > Es war sehr unterhaltsam und etwas beängstigend. Auch weil 35mW auf so > 2qm recht hell sind. Haben wir schleunigst ausgeschaltet. Soso. 35mW auf 2m^2 macht jede funzelige Taschenlampe. Die große "Taschenlampe" in 150Mkm Entfernung bringt es hier immerhin noch auf satte 2kW/2m^2 im Sommer.
Angehängte Dateien:
-
20230224_092329.jpg
220 KB
Falk B. schrieb: > 35mW auf 2m^2 macht jede funzelige Taschenlampe. Damit ist trotzdem nicht zu spaßen. Selbst 4mW werden schon als Klasse 3A Laser deklariert!
:
Bearbeitet durch User
Michael M. schrieb: >> 35mW auf 2m^2 macht jede funzelige Taschenlampe. > > Damit ist trotzdem nicht zu spaßen. Selbst 4mW werden schon als Klasse > 3A Laser deklariert! Tja, dann sollte sich mal über die Themen Lichtleistung und Leuchtdichte schlau machen . . .
Michael M. schrieb: > Damit ist trotzdem nicht zu spaßen. Selbst 4mW werden schon als Klasse > 3A Laser deklariert! Man sollte auch nicht Leistung mit Leistungsdichte verwechseln. Schau mal, auf welche Leistungsdichte es deine gezeigte "Taschenlampe" bringt. Die Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche bringt es bei uns z.B., ich meine, auf rund 1.6 kW/qm im Mittel. Dennoch ist es auch bei uns keine gute Idee in die Sonne zu blicken, auch nicht im Winter. Ein Laser mit 4 mW und einem Laserpunkt von 1mm Durchmesser bringt es auf Schlappe 1,2 kW/qm. Da will man auch nicht rein schauen.
Abdul K. schrieb: > Auch weil 35mW auf so > 2qm recht hell sind Hast du ein m vergessen und meintest 2 qmm? 35 mW auf 2 qm sind sogar recht dunkel, auf 2 qmm jedoch wirds in der Tat ganz schön hell sein.
Angehängte Dateien:
-
laser-coax-ir.jpeg
72 KB
Der TO hat nicht geschrieben, ob die Endgeräte (Sender/Empfänger) mobil genutzt werden oder fest verbaut sind. Bei mobiler Nutzung muss mühseig gezielt werden oder man baut Emitter/Empfänger mit Kreis/Kugel-Charakteristik. Will an nicht zielen müssen, hilft nur mehr Leistung. Ein wenig hilft es auch bereits, nur eine der Komponenten mit Richtwirkung auszustatten. Bei stationärer Nutzung sollte man optische Hilfsmittel (Hohlsiegel/Linsen) benutzen. Mit ein wenig Bastelei aus dem 3D-Drucker könnte man z.B. den Sender gegen einen Hohlspiegel (statt Linse, wegen der IR-Dämfung von gewöhnlichem Glas) strahlen lassen und gleichzeitig ein rotes 1-Euro-Lasermodul im "direkten Richten" als Zielhilfe verwenden. IR-Leuchtflecken kann man übrigens, wenn die Wellenlänge nicht gar zu lang ist, mit einer Handykamera sehen.
Was per Laser Signalübertragung so möglich ist, sieht man hier: https://dj1wf.darc.de/Laser/index.html
M. K. schrieb: > Die Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche bringt es bei uns z.B., ich > meine, auf rund 1.6 kW/qm im Mittel. Nicht ganz. Die Solarkonstante liegt bei ~1,4kW/m^2 im Weltraum, hier auf der Erde kommt man auf ca. 1kW/m^2 als Spitzenwert im Sommer.
Stefan M. schrieb: > Was per Laser Signalübertragung so möglich ist, sieht man hier: > https://dj1wf.darc.de/Laser/index.html 118km sind doch nix. 800Mm sind gar nicht schwierig.
M. K. schrieb: > Die Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche bringt es bei uns z.B., ich > meine, auf rund 1.6 kW/qm im Mittel. Wie kommst du auf diesen Wert? Die extraterrestrische Bestrahlungsstärke, also oberhalb der Atmosphäre, schwankt im Jahresverlauf abhängig von der Position der Erde auf ihrer Bahnellipse zwischen 1325 und 1420 W/m². Was davon am Boden ankommt, hängt natürlich von der Höhe, i.e. der Dicke der Atmosphärenschicht und den Wolken ab, ist aber eher weniger. https://de.wikipedia.org/wiki/Solarkonstante
Stefan M. schrieb: > Was per Laser Signalübertragung so möglich ist, sieht man hier: > https://dj1wf.darc.de/Laser/index.html Das schon, aber die Module gibts nicht billig "von der Stange", IR-Transmitter dagegen schon ...
Frank E. schrieb: > Das schon, aber die Module gibts nicht billig "von der Stange", > IR-Transmitter dagegen schon ... Ja, und m.W. gibts da auch welche, die speziell für Lichtschranken gedacht sind und keine "komplizierte" Doppelmodulation erwarten.
M. K. schrieb: > Hast du ein m vergessen und meintest 2 qmm? Die Fläche hatte ich mit dem Auge geschätzt und die Leistung hatte ich mit einer BPW34 und Rechnerei gemessen. Der Laser ist mir zugelaufen, ein Modell von SpectraPhysics ohne auffindbaren Datenblatt. Ich vermute der wurde auf Großbaustellen zur Nivellierung verwendet. Im Vergleich zu einem 0,5mW Scannerkassenlaser von Siemens ist er deutlich heller. Niemals würde ich reinschauen. Hat auch einen mechanischen Shutter. Spektakulär sieht es übrigens im Nebel aus.
Abdul K. schrieb: > Spektakulär sieht es übrigens im Nebel aus. Interessant ist auch Laser im Reinraum. Während man sonst den Strahl in normaler Luft ganz gut sieht, ist der im Reinraum völlig unsicht- bar. Man sieht nur den Auftreffpunkt.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.