Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IR Led für grosse Distanz


von Ernst P. (fredy15)


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Liebe Mikrocontroller Freunde

Ich versuche mit einem Arduino Mikrocontroller Lego Power Functions 
Motoren über IR fern zu steuern. Die Software funktioniert 
grundsätzlich. Aber die Sendeleistung meiner IR LED reicht nur für 
wenige cm. Das genügt leider nicht um ein Fahrzeug durchs Wohnzimmer zu 
steuern.

Bis jetzt habe ich eine IR LED und einen Widerstand am Arduino Ausgang 
angehängt.

Kann mir jemand sagen was für eine Schaltung/welche Bauteile notwendig 
sind um einige Meter Sendeleistung zu erreichen?

Viele Grüsse
Fredy

von Werner (Gast)


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Nimm eine einfache IR LED und einen fertigen Empfänger (z.B. TSOP31236).
Damit kommst du durch's ganz Zimmer, wenn das nicht gerade 200 m² hat.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Ernst Plüss schrieb:
> Die Software funktioniert grundsätzlich. Aber die Sendeleistung meiner
> IR LED reicht nur für wenige cm. Das genügt leider nicht um ein
> Fahrzeug durchs Wohnzimmer zu steuern.

Mit wieviel mA wird die Led betrieben?

Fehler können sein:
 * Die Frequenz der Modulation stimmt nicht. Üblich sind 36, 38, 40 kHz.
 * Die Wellenlänge der IR-Led stimmt nicht. Eher unwahrscheinlich.
 * Wohnzimmerlicht stört den Empfänger.
 * Led nicht auf das Fahrzeug ausgerichtet.

Wie weit geht das Original und hast du die Signale an den Sendedioden 
schon einmal mit einem Oszi verglichen?

von Christoph K. (Gast)


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Hi,

Die LED mit einem Transistor steuern und mit höheren Strömen arbeiten 
(bspw. eine TSAL6100 IR Diode, die hält 100 mA dauerhaft aus). Da du 
aber sicher mit einem modulierten IR Signal arbeitest kann den Strom auf 
200 mA erhöhen. Aber 100 mA würden schon fürs Wohnzimmer reichen. Wenn 
du aber dann noch viel weiter gehen willst wird es komplizierter:

*) Mehrer IR Leds verwenden und abwechseln mit hohen Strömen senden 
(bspw. TSAL6100 hält laut Datenblatt 1.5A kurzzeitig aus)
*) Linse verwenden und somit hast einen gerichtetet IR Strahl der sehr 
weit geht (ca. 50 m mit 100 mA und 5 cm Linse)

Aber ich denke die Transistorlösung reicht für dich :-)

von Stefan H. (stefan_h16)


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Ernst Plüss schrieb:

> Ich versuche mit einem Arduino Mikrocontroller Lego Power Functions
> Motoren über IR fern zu steuern. Die Software funktioniert
> grundsätzlich. Aber die Sendeleistung meiner IR LED reicht nur für
> wenige cm. Das genügt leider nicht um ein Fahrzeug durchs Wohnzimmer zu
> steuern.
>
> Bis jetzt habe ich eine IR LED und einen Widerstand am Arduino Ausgang
> angehängt.


Ich hatte genau das gleiche entwickelt und die gleichen Probleme. Lösung 
war einfache die IR-LED mit einem Transistor zu schalten. Damit kann man 
die IR-lED mit mehr Strom versorgen als der Atmega liefern kann.

von max (Gast)


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Hast du die IR Led überhaupt moduliert?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Für Kommunikation über grosse Entfernung ( > 500 m ) habe ich früher 
gerne die LD242 genommen, allerdings dann mit Optik. Die kann recht hohe 
Ströme (300 mA Peak ) , Wellenlänge 950 nm.

von Ernst P. (fredy15)


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Vielen Dank für die guten Antworten!

Kann mir jemand ein Schema und alle Bauteile zeigen, die ich benötige um 
eine IR LED mit ca 100mA mit Hilfe eines Transistors am Arduino zu 
betreiben?

Entschuldigt wenn das eine Anfänger Frage ist.

von Christoph K. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hier bitte.

von Christoph K. (Gast)


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Der Vorwiderstand der LED im Bild ist für ca 200mA bei 4.2V Vcc. Ich 
nehme mal an du verwendest 5V als Vcc. Aus dem Dateblatt für der 
TSAL6100 erfahren wir das bei 100 mA typisch 1.35V abfallen (max. 1.6). 
Da auch bissal was am Transitor abfällt nehmen wir mal einfach 1.5V. -> 
(5V-1.5V)/0,1 = 35 Ohm -E12-> 39 Ohm. Basiswiderstand mit 1k passt.

von Bernd (Gast)


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Mit dem Rat von Christoph K. sollte dein Problem gelöst sein.
Achte aber drauf, dass du noch einen Stütz-Elko z.B. 47 µF für
die Betriebsspannung (5 V ?) in der Nähe eingebaut hast, sonst
spinnt vielleicht manchmal dein Arduino...

von Ernst P. (fredy15)


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Vielen Dank! Das Schema und eure Tipps helfen mir sehr viel weiter!

Zum Stützelko: Verstehe ich das richtig, das der Elko zwischen V5 und 
GND der Arduino Ausgänge kommt? Möchte sehr ungern auf dem Arduino 
selbst zu löten beginnen.

von citb (Gast)


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Alexander Schmidt schrieb:
> * Wohnzimmerlicht stört den Empfänger.

Besonders, wenn dort irgendwas anderes als Gluehobst oder Halogen 
leuchtet.

citb

von Rolf M. (rmagnus)


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citb schrieb:
> Alexander Schmidt schrieb:
>> * Wohnzimmerlicht stört den Empfänger.
>
> Besonders, wenn dort irgendwas anderes als Gluehobst oder Halogen
> leuchtet.

... wie z.B. die Sonne.

von max (Gast)


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Die Sonne sollte allerdings kein moduliertes IR aussenden.
Aufgrund der Wetterlage gehe ich mal davon aus, dass der Empfänger nicht 
in die Sättigung durch die Sonne geht.

von Rolf M. (rmagnus)


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max schrieb:
> Die Sonne sollte allerdings kein moduliertes IR aussenden.
> Aufgrund der Wetterlage gehe ich mal davon aus, dass der Empfänger nicht
> in die Sättigung durch die Sonne geht.

Ich hatte zumindest schon mal Probleme mit Geräten mit IR-Fernbedienung, 
die nur noch sehr schlecht reagierten, wenn die Sonne schien.

von max (Gast)


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Japp. ganz sicher sogar. Das passiert wenn die Sonne das IR Signal so 
überblendet, dass der Sensor keine Pegeländerung mehr feststellen kann.
Dem trüben Winter vor meinem Fenster ist die Sonne allerdings in der 
Stärke verloren gegangen.

Da der TO auch nicht darauf eingeht liegt die Vermutung nahe, dass er 
das IR Signal ohne Modulation verwendet. Was zwangsweise mit bereits 
kurzem Abstand das IR-Led Licht gegen Fremdeinstrahlung wie die Sonne 
verlieren lässt, wenn es nur durch einen hohen Pegel von diesem 
unterscheiden werden könnte.

von Stefan H. (stefan_h16)


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> Da der TO auch nicht darauf eingeht liegt die Vermutung nahe, dass er
> das IR Signal ohne Modulation verwendet. Was zwangsweise mit bereits
> kurzem Abstand das IR-Led Licht gegen Fremdeinstrahlung wie die Sonne
> verlieren lässt, wenn es nur durch einen hohen Pegel von diesem
> unterscheiden werden könnte.

Nur der Vollständigkeit halber:
Wenn man beim Lego Power Functions System die mitgelieferten IR 
Empfänger nutzen will, muss man das Signal mit 38 kHz modulieren. Auch 
zeigt meine Erfahrung, dass eine IR Led direkt am Atmega Pin keine 
großen Reichweiten ermöglicht - Modulation hin oder her.

von Ernst P. (fredy15)


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Die Datenübertragung funktioniert einwandfrei. Ich kann alle Motoren in 
beide Richtungen in allen Geschwindigkeitsstufen und auf allen Kanälen 
korrekt ansteuern. Das geht natürlich nur, wenn man das Signal 
entsprechend moduliert und die richtigen Befehle übermittelt.

Den ursprünglichen C Code für das Arduino habe ich hier gefunden: 
http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1227738219.

Die Java Oberfläche für den PC werde ich noch schreiben, sobald das mit 
der Reichweite gelöst ist.

Werde mir die Bauteile besorgen, dann kann die PC gesteuerte 
Wohnzimmer-Ralley los gehen :-).

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


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Ernst Plüss schrieb:
> Die Datenübertragung funktioniert einwandfrei.

Glueckwunsch!

Michael

von Roland H. (batchman)


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Hatte die gleichen Probleme, insbesondere wenn die IR LED nicht direkt 
auf den Empfänger zeigt.

Kurzversion: MOSFET mit Widerstand, der so berechnet ist, dass der 
I_peak_max eingehalten wird. Dann geht's auch um ein paar Ecken.

Die lange Version hier:

Beitrag "Erhöhung IR-Sendeleistung, RC-5, IR LED LD271"

Und noch ein paar Infos da (gegen Ende)

Beitrag "Vorwiderstand einer IR-LED"

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