IR-Empfänger mit oder ohne AGC

[Highii H. (highii)]

Hallo,

ich habe eine Verständnisfrage zu IR-Empfängern. Es geht dabei um AGC.
Ich möchte eine IR-Reflexschranke bauen, die ca. 20cm weit reichen soll. 
Ansteuern möchte ich die IR-LED und den IR-Empfänger mit einem Xmega. 
Die Reflexschranke soll bei jeden Tageslicht und auch in einem 
abgedunkelten Raum funktionieren.
Zu diesem Thema gibt es bereits viele hilfreiche Beiträge.

Ich bin darauf gestoßen, dass es IR-Empfänger mit Modulationssystem 
gibt, um sie unempfindlich gegenüber äußeren Störungen macht. Z.B. wurde 
IS471F empfohlen, der angeblich bei jeder Helligkeit (Umgebungslicht) 
gleich funktioniert. Die Kosten belaufen sich auf ca. 5€ pro Stück.

Schaue ich mir den IR-Empfänger TSOP4838 an, so sehe ich im Datenblatt, 
dass er auch einen AGC hat. Kosten pro Stück: 1,7€.

Die TSOP1136 hat laut Datenblatt ebenfalls einen AGC. Kosten Pro Stück: 
1,25€.

Was sind nun die Unterschiede zwischen diesen LEDs in Bezug auf AGC oder 
Helligkeitsempfindlichkeit?
Können die beiden TSOP bedenkenlos für meine Anwendung genutzt werden?

Mir ist auch noch nicht ganz der Unterschied klar zwischen der 
automatischen Verstärkerregelung und dem gepulsten Betreiben des 
IR-Schalters. Ich habe immer gedacht, dass man eine IR-LED (und dem 
Empfänger) mit 36kHz betreibt, um unempfindlich gegenüber Tageslicht zu 
machen. Wie spielt das mit der Verstärkerregelung zusammen?

Gruß

[Tom E. (Gast)]

Highii H. schrieb:
> Mir ist auch noch nicht ganz der Unterschied klar zwischen der
> automatischen Verstärkerregelung und dem gepulsten Betreiben des
> IR-Schalters. Ich habe immer gedacht, dass man eine IR-LED (und dem
> Empfänger) mit 36kHz betreibt, um unempfindlich gegenüber Tageslicht zu
> machen. Wie spielt das mit der Verstärkerregelung zusammen?

Du brauchst i.A. sowohl gepulsten Betrieb, um vom Detektor aufgenommenes 
Umgebungs-/Störlicht aus der Signalverstärkung herauszuhalten und du 
brauchst die automatische Verstärkungsregelung, damit sich die 
Schaltschwelle zur Unterscheidung der Logikpegel an die Verluste auf der 
Übertragungsstrecke anpassen kann. Bei einer Fernbedienung ist die AGC 
darum ziemlich essentiell, bei einer Lichtschranke mit festem Aufbau 
kann man aber auch eine feste Verstärkung/Schaltschwelle verwenden.

[Highii H. (highii)]

Tom E. schrieb:
> Du brauchst i.A. sowohl gepulsten Betrieb, um vom Detektor aufgenommenes
> Umgebungs-/Störlicht aus der Signalverstärkung herauszuhalten und du
> brauchst die automatische Verstärkungsregelung, damit sich die
> Schaltschwelle zur Unterscheidung der Logikpegel an die Verluste auf der
> Übertragungsstrecke anpassen kann.

Ok. Und ist die automatische Verstärkerregelung wie sie im TSOP1136 bzw. 
TSOP4838 ist, die "gleiche" wie sie im IS471F ist? Oder was rechtfertigt 
den sehr hohen Preis des IS471F?

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Highii H. schrieb:
> Können die beiden TSOP bedenkenlos für meine Anwendung genutzt werden?

Nein. Das liegt aber nicht daran daß die TSOP's eine AGC an sich haben, 
sondern daran wie diese AGC parametrisiert ist. Insbesondere wie sie auf 
Schwankungen der Intensität des Lichts reagiert.

Die TSOP's sind Empfänger für IR-Fernbedienungen und deswegen sind die 
Empfänger auf die Detektion von Impulsen ausgelegt. Ein Dauerstrich- 
signal wie es eine Lichtschranke typisch verwendet, können die nicht. 
Die AGC "stopft zu", i.a.W. regelt so weit ab, daß schließlich auch das 
Nutzsignal mit weggeregelt wird.

Der Parameter der das beschreibt heißt "envelope duty cycle" also in 
etwa "Tastverhältnis des Signals mit dem der Träger moduliert ist" und 
es gibt auch noch einen Zusammenhang mit der Anzahl der Trägersignal- 
Impulse pro Burst. Siehe Diagramm 8. im Datenblatt des TSOP4838.

Ergo: man kann TSOP Empfänger für Lichtschranken verwenden, dann muß 
man aber das Licht des Senders zusätzlich zur Modulation mit einem 
Träger (z.B. 38kHz) noch mit einer niedrigeren Frequenz modulieren. Wenn 
alles korrekt ist, dann wird der TSOP an seinem Ausgang eben diese 
niedrigere Frequenz ausgeben solange der Lichtweg offen ist.

Konkrete Zahlen: der TSOP4838 kommt bei 50% Tastverhältnis mit Bursts 
zwischen 30 und 85 Impulsen zurecht. Entsprechend zwischen 633Hz und 
234Hz Modulationsfrequenz.

Highii H. schrieb:
> was rechtfertigt den sehr hohen Preis des IS471F?

Er ist im Gegensatz zu den TSOP's kein Massenprodukt. Wahrscheinlich 
sind Nebenkenngrößen (z.B. Temperaturabhängigkeit) auch besser.

[Wolfgang (Gast)]

Highii H. schrieb:
> Können die beiden TSOP bedenkenlos für meine Anwendung genutzt werden?

Ja natürlich. Du musst deinem XMega nur beibringen, dass er immer kurze 
38kHz Pulspakete erzeugt, so wie das im Datenblatt des TSOP48.. in der 
Fig.3 dargestellt ist. Der Empfänger muss dann eine Meldung abgeben, 
wenn diese Pulspakete ausbleiben. Damit kommst du auf eine Zeitauflösung 
von besser als eine Millisekunde. Für die meisten Anwendungen sollte das 
reichen.

[Highii H. (highii)]

Wolfgang schrieb:
> Ja natürlich. Du musst deinem XMega nur beibringen, dass er immer kurze
> 38kHz Pulspakete erzeugt, so wie das im Datenblatt des TSOP48.. in der
> Fig.3 dargestellt ist.

Mir ist noch nicht genau der Unterschied klar zwischen "Burst", 
"Duty-Cycle" und dem "Puls/Pause-Verhältnis".
Bezogen auf das Bild im Anhang: Die Impulse innerhalb der 600 
Mikrosekunden, ist das ein Burst?
Und wenn die Pause ebenfalls 600 Mikrosekunden lang ist, dann habe ich 
ein Puls/Pause-Verhältnis von 50%!?
Was ist dann der Duty-Cycle? Sind das die 60ms?

Und was definiert die 38kHz? Ist das die Frequenz eines Impulses 
innerhalb eines Bursts?

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Highii H. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Ja natürlich. Du musst deinem XMega nur beibringen, dass er immer kurze
>> 38kHz Pulspakete erzeugt, so wie das im Datenblatt des TSOP48.. in der
>> Fig.3 dargestellt ist.
>
> Mir ist noch nicht genau der Unterschied klar zwischen "Burst",
> "Duty-Cycle" und dem "Puls/Pause-Verhältnis".
> Bezogen auf das Bild im Anhang: Die Impulse innerhalb der 600
> Mikrosekunden, ist das ein Burst?

Ein Burst ist ein Paket aus Impulsen.

> Und wenn die Pause ebenfalls 600 Mikrosekunden lang ist, dann habe ich
> ein Puls/Pause-Verhältnis von 50%!?

Dieser Begriff erschließt sich intuitiv. Es ist das Verhältnis aus Puls- 
und Pausenzeit. Wenn die gleich lang sind, dann ist das Verhältnis 1:1.

> Was ist dann der Duty-Cycle? Sind das die 60ms?

Duty cycle ist das englische Wort für Tastverhältnis oder auch 
Tastgrad. Das ist das Verhältnis aus Pulszeit und Pulsperiode und 
liegt demzufolge immer zwischen 0 und 1 (bzw. 0 und 100%).

> Und was definiert die 38kHz? Ist das die Frequenz eines Impulses
> innerhalb eines Bursts?

Die 38kHz sind die Trägerfrequenz vulgo: Frequenz der Impulse in einem 
Burst und müssen zum Empfänger passen, weil der einen Bandpaß für eine 
bestimmte Frequenz eingebaut hat.