Receptor TSOP IR

Trabalho com receptores e emissores de infravermelho TSOP em robôs desde o ano passado. Com a comunicação de múltiplos robôs, temos algoritmos de colisão de sinal e tal. Ainda enfrentamos muita interferência das lâmpadas fluorescentes. Tentamos cobrir o receptor de cima para baixo. Preciso de uma compreensão mais profunda da folha de dados do receptor Vishay TSOP 34156. Esta é a folha de dados: https://www.pololu.com/file/0J19/TSOP34156.pdf

Estas são as minhas perguntas:

1. O que significa distância de transmissão em termos de receptor? Tanto quanto sei, não transmite nada.

2. O que é diretividade? Ângulo de meia distância de transmissão?

3. Figura 9: ciclo de trabalho máximo do envelope x comprimento do burst?

4. " O comprimento da rajada deve ser de 6 ciclos / rajada ou mais. Depois de cada rajada entre 6 e 70 ciclos, é necessário um tempo de folga de pelo menos 10 ciclos. Para cada rajada que for maior que 1,8 ms, é necessário um tempo de folga correspondente em algum tempo no fluxo de dados. Esse intervalo deve ter pelo menos o mesmo comprimento que o burst. Até 2200 rajadas curtas por segundo podem ser recebidas continuamente. "Qual é exatamente o tamanho do burst? O que exatamente você quer dizer com ciclo? Tentei encontrar as informações sobre os ciclos sem êxito. É assim que meu protocolo de comunicação se parece.

Legenda da imagem: bit de assinatura (alto): intervalo de 1200 uS (baixo): 300uS zero (alto): 300uS um (alto): 600uS Transmito um total de 32 bits consistindo em 1s e 0s e intervalos entre eles, excluindo a assinatura onda.

Em termos de ciclos, o que isso significa? Qual a minha posição? dentro dos limites ou eu tenho que enviar rajadas mais curtas de dados? O TSOP34156 é bom para um propósito robótico de enxame ou existem melhores receptores de IR por aí que eu não conheço?

Você fez muitas perguntas em uma, então vou fazer alguns pontos importantes brevemente.

Pense no problema desses dispositivos. O alcance dinâmico dos níveis de luz com os quais eles precisam trabalhar é enorme e o sinal real pode ser pequeno em relação ao nível de luz ambiente. Uma maneira de lidar com isso é filtrar com alta frequência o nível de luz recebido. Isso essencialmente subtrai do nível ambiente, esperançosamente deixando pequenas variações na frequência da portadora que é o sinal.

No entanto, quando o nível de luz muda abruptamente, é esse sinal ou uma alteração no nível ambiente? Quanto tempo é suficiente para declarar o estado atual como o novo normal? A resposta é que esses dispositivos têm uma filtragem sofisticada para tentar detectar o sinal fraco da portadora sobreposto ao que poderia ser um fundo muito mais forte. Essa é uma das razões pelas quais cada variante de dispositivo é especificada para uma frequência de portadora específica, geralmente em torno de 40 kHz.

Portanto, o dispositivo está procurando alterações na condição média recente. Isso significa que todos os dados que você envia precisam estar em rajadas que não podem durar muito tempo e devem ter intervalos entre as rajadas que também não podem durar muito. As explosões também precisam ser longas o suficiente para que picos curtos possam ser rejeitados por não serem portadores válidos.

A folha de dados está informando que você deve enviar rajadas com pelo menos 6 ciclos de transportadora, mas não mais que 70, e que você precisa de pelo menos 10 ciclos de folga entre duas rajadas. Eu costumo usar 10/10 burst / gap mínimo.

Isso ainda deixa muitas maneiras de codificar dados. Você geralmente deixa as lacunas fixadas em 10 ciclos e codifica os dados nos 10-70 ciclos que obtém para uma explosão. Lembre-se de que a saída não resolverá a duração do burst até um ou dois ciclos, mas deve ser bem possível detectar a diferença entre 10 e 20 rajadas de ciclo, por exemplo.

Existem muitos esquemas para codificar dados usando esse mecanismo de baixo nível, mas isso está além do escopo desta resposta.

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Um ciclo refere-se a um ciclo portador . Como você está usando a versão que funciona com a operadora de 56 kHz, a maneira mais fácil de fazer a operadora é acionar o LED IR de transmissão com uma onda quadrada de 56 kHz. 1/56 kHz = 17,9 µs, que é o período de um ciclo portador. Para uma onda quadrada, isso significa que o LED estará aceso na metade desse tempo e apagado na metade desse tempo, ou 8,93 µs para cada fase.

Uma explosão é uma sequência de ciclos de transporte seguidos. Uma explosão de 10 ciclos é, portanto, dez pulsos de IR de 8,93 µs seguidos, separados por 8,93 µs de nenhuma luz emitida entre cada pulso. Para o espaço entre pulsos, você precisa deixar o equivalente a 10 ciclos de transporte sem luz emitida, o que significa um espaço de 179 µs.

O modo como o receptor é construído é mais sensível aos sinais recebidos diretamente na frente. A sensibilidade diminui à medida que o IR entra mais pelo lado. A folha de dados indica o ângulo em que a distância efetiva da transmissão diminui em um fator de 2. Observe que, como o nível de luz diminui com o quadrado da distância, esse é o ângulo no qual a intensidade do sinal recebido é 1/4 da o que seria se o sinal estivesse vindo diretamente na cara.