Якщо проаналізувати характер зміни ВАХ у світлодіодів різного кольору, то можна помітити цікаву закономірність – пряма напруга Un змінюється пропорційно колірній гамі веселки На краях видимої частини спектру знаходяться світлодіоди червоного (16 В) і синього (35 В) кольору Між ними розташовуються світлодіоди інших колірних відтінків Прямі напруги на світлодіодах математично зростають згідно відомої скороговорке: «Кожен Мисливець Бажає Знати, Де Сидить Фазан» (красный-оранжевый-жёлто/зелёный-голубой-синий-фиолетовый) Повязано це з фізикою напівпровідникових матеріалів, точніше, з різною шириною забороненої зони у вживаних в випромінювачах сплавах

Логічно припустити, що світлодіоди, що генерують випромінювання в «невидимому» інфрачервоному (ІЧ) діапазоні довжин хвиль, повинні мати пряму напругу Unp в районі 09 .. 12 В Дійсно, застосовувані в звичайних телевізійних ПДУ інфрачервоні світлодіоди мають ВАХ з точкою підйому характеристики Unp = 1 В Особливістю цих світлодіодів є великі допустимі постійні (25 .. 100 мА) і імпульсні (05 .. 1 А) прямі струми Як наслідок, для комутації ІК-світлодіодів потрібні потужні ключі

На Рис 232, a .. x показані схеми підключення ІЧ-світлодіодів до MK У більшості випадків використовується імпульсний режим роботи і транзисторні ключі Це необхідно для збільшення потужності випромінювання, дальності дії, а також для поліпшення перешкодозахищеності від зовнішніх світлових пульсацій, створюваних, наприклад, електричними лампами

Рис 232 Схеми підключення ІЧ-світлодіодів до MK (початок):

а) пряме підключення ІЧ-світлодіода HL1 до MK Паралельне зєднання двох і більше ліній полегшує струмовий навантаження Дальність дії 1 .. 2 м (регулюється резистором R1) \

б) збільшення числа резисторів нівелює розкид ВАХ ліній MK, які повинні працювати синхронно в часі Дальність дії 2 .. 3 м (регулюється резисторами R1 .. Rn) \

в) типова схема включення ІЧ-світлодіода HL1 через потужний транзистор VT1 структури п-р-п Резистор R2 визначає струм в імпульсі порядку декількох сотень міліампер «Крейсерська» дальність дії до 6 м Зустрічаються схеми із застосуванням транзистора VT1 2SC1652, при цьому треба встановити Rx = 470 Ом і R2 = 1 Ом Про

Про Рис 232 Схеми підключення ІЧ-світлодіодів до MK (продовження):

г) стабілізація струму через інфрачервоний світлодіод HL1 проводиться елементами VD1, VD2, VT1, R2 Прямий струм через світлодіод обчислюється за формулою /ПР[МА] = 700 / Л2[Ом], де число «700» означає різницю в мілівольтах між падінням напруги на двох діодах VD1, VD2 і на переході «база – емітер» транзистора VT1

д) шунтування ІЧ-світлодіода HL1 порівняно низькоомним резистором R2 збільшує крутизну фронтів переданих сигналів Відбувається це через більш швидкого розряду внутрішньої ємності світлодіода HL1\

е) стабілізація струму через інфрачервоний світлодіод HL1 проводиться елементами VD1, R1 VT1, R3 Резистором R1 регулюється струм через світлодіод HL1 Аналогічну регулювання можна здійснити і резистором R3, але фізично це зробити набагато важче через дефіцитності подборного ряду дрібних омічних опорів

ж) підключення ІЧ-світлодіода HL1 через потужний транзистор VT1 структури р-п-р Харчування батарейное 3 В, тому в ланцюзі колектора VT1 допускається відсутність токо обмежувального резистора Ступінь насичення транзистора VT1 (а значить і швидкодія) можна регулювати резистором R1 Конденсатори C1 .. C3 накопичують енергію Паралельне зєднання трьох конденсаторів ефективно знижує їх загальну динамічне опір

з) аналогічно Рис 232, ж, але з іншим способом включення резистора R1, який забезпечує замикання транзистора VT1 при рестарт MK або у випадку, коли лінія порту має вихід з відкритим стоком У некритичних ситуаціях резистор R1 може бути відсутнім Про

Про Рис 232 Схеми підключення ІЧ-світлодіодів до MK (продовження):

і) накопичувальна ланцюжок R2, C1 збільшує амплітуду імпульсу струму, що протікає через світлодіод HL1 Це корисно при великому внутрішньому опорі джерела живлення Транзистори K77, VT2 забезпечують високий загальний коефіцієнт посилення, щоб гарантовано пропускати великий колекторний струм і знизити навантаження на вихід MK

к) збільшення випромінюваної потужності за допомогою послідовного включення двох світлодіодів HL1, HL2 Накопичувальний конденсатор C1 обовязковий при батарейному харчуванні Резистор R3 обмежує імпульсний струм і визначає дальність дії випромінювання

л) схема Т Гізбертса Мала тривалість фронту спаду і наростання випромінюваних імпульсів 40 нс досягається за рахунок застосування швидкодіючих ІЧ-світлодіодів HL1, HL2 та шунтування їх низькоомними резисторами R2, R3 Вихідні лінії MK Запаралеленими, щоб прискорити розряд ємності польового транзистора VT1 \

м) аналогічно Рис 232, до, але з транзистором VT1 структури р-п-р Бажано підібрати транзистор з максимально високим коефіцієнтом передачі Л21Е* Якщо поставити транзистор VT1 KT972, то опір резистора R1 треба збільшити до 2 .. 4 кОм

н) двох транзисторний електронний ключ дозволяє використовувати транзистор КГ2структури р-п-р з низьким коефіцієнтом посилення Н21Е Резистор R2 закриває транзистор VT1 в момент рестарту MK, а резистор R3 закриває транзистор VT2 при низькому рівні на виході MK Про

Про Рис 232 Схеми підключення ІЧ-світлодіодів до MK {продовження):

о) звичайний «видимий» світлодіод HL1 візуально индицирует невидимі спалаху, які випромінює ІЧ-світлодіодами HL2, HL3 Ланцюжок R2, C1 накопичує енергію між спалахами Резистор R3 обмежує імпульсний струм через транзистор VT2 Резистор R4 вибирається так, щоб забезпечити повне відкривання транзистора VT2 при включенні транзистора VT1 ВИСОКИМ рівнем з виходу MK

п) транзистори K77, VT2 утворюють логічну схему «І», що використовується для програмної модуляції випромінювання ІЧ-світлодіода HL1 Модулирующие імпульсні сигнали можуть формуватися на верхньому і на нижньому виході MK як роздільно, так і одночасно

р) дискретна регулювання струму через інфрачервоний світлодіод HL1 за допомогою чотирирозрядний ЦАП на транзисторах VT1 .. VT4 і резисторах R5 .. R8 Опору резисторів R5 .. R8отлічаются один від одного в 2 рази, отже можна отримати 16 градацій яскравості випромінювання

з) збільшення випромінюваної потужності відбувається завдяки паралельно-послідовному включенню ІЧ-світлодіодів HL Їх кількість у кожній з двох гілок орієнтовно 2 .. 8, що визначається напругою харчування і опором резисторів R3, R4 \ Про

Про Рис 232 Схеми підключення ІЧ-світлодіодів до MK (закінчення):

т) оптоелектронні реле на основі ІЧ-світлодіодів Випромінювачі HL1 .. HL5 і фотоприймачі BLL . BL5 застосовуються абсолютно однакові, що вказує на їх фізичну оборотність Струм через відкритий транзистор VT1 вибирається резистором R2 в межах 20 .. 50 мА

у) двоступенева управління ІЧ-світлодіодами HL1, HL2 Спочатку відкривається транзистор VT1 найнижчими рівнем на верхній лінії MK, а потім транзистор VT2 (імпульсно)

ф) якісне управління швидкодіючим ІЧ-світлодіодом HL1 вимагає спеціальної схемотехніки Зокрема, застосовуються транзисторні ключі VT1 . VT4, робочі точки яких стабілізуються за допомогою ОУ DA1 \

x) вихідна частина імітатора пульта ДУ Імпульси інформаційної обвідної формуються на виході MK Високочастотне заповнення 36 .. 40 кГц забезпечує таймер DA1 Резистор R2 налаштовується методом вилки по безпомилкової передачі ІК-сигналів

Джерело: Рюмік, С М, 1000 і одна мікроконтролерна схема Вип 2 / С М Рюмік – М: ЛР Додека-ХХ1, 2011 – 400 с: Ил + CD – (Серія «Програмовані системи»)