Transcript KIZILÖTESİ (INFRARED)

KIZILÖTESİ
(INFRARED)
ve
KIZILÖTESİ
ALGILAYICILAR
Kızılötesi günümüzde oldukça
büyük kullanım alanına sahiptir.
Örneğin televizyon, video, müzik
sistemleri gibi elektronik cihazların
uzaktan kumandası ile cihaz
arasındaki iletişimi sağlamakta,
Termometre olarak sıcaklığı ölçmede,
kablosuz bilgi alışverişinde, sensör
sistemlerinde ve daha bir çok alanda
kullanılmaktadır.

Kızıl ötesinin bir başka
kullanımı: İnsanlar, normal
vücut sıcaklıklarında 10 micron
civarındaki dalga boylarında çok
kuvvetli kızılötesi ışıma
yaparlar.(metrenin milyonda biri
olarak kullanılır.) Bu görüntü
birleşen ışıkları tutan adamı
gösteriyor. Bu görüntünün hangi
bölümünde en hararet
görüntünün olduğunu
düşünüyorsunuz? Bu adamın
ellerindeki sıcaklıkla,
gözlüklerindeki sıcaklığı nasıl
karşılaştırabiliriz?

Sıcaklıktaki değişiklikleri fark
etmek için; daha sonra
parlaklıkların karşılaştırılması
veya farklı renklerin
bulunması için özel kameralar
ve filmler kullanabiliriz. Bu bir
resmin kendi gözümüzle
yorumlanmasını sağlar. Bu
görüntü solda bir kediyi
kızılötesinde göstermektedir.
Turuncu alan en sıcak ve
mavi – beyaz alan ise en
soğuk alandır. Bu görüntü
bize bildik bir hayvanın farklı
kısımlarını verir ki, biz bu
bilgiyi görünen ışıklı resimden
elde edemeyiz.
Kızılötesi ışınımı görünen ışığın
ötesinde 950 nm’lik dalga
uzunluğuna sahip elektromanyetik
bir ışınımdır. Gözümüz ile bu ışınımı
göremeyiz ancak bazı fotoğraf
makineleri ve video kameralar bu
ışığı görebilirler. Elektronik
cihazlarda kızılötesi ışık kaynağı
olarak infrared ledler kullanılır.
LED (Light Emiting Diode) yani
Işık Yayan Diyotlar yapı itibariyle
elektrik enerjisini ışığa çevirebilen
kimyasal maddelerden oluşurlar.
İçerdikleri kimyasal maddelere göre
değişik renkler saçabilirler.
Örneğin Galyum Fosfid
kullanılan ledler yeşil ışık verirler.
Ledlerin çalışma voltajları
içerdikleri maddeye göre değişiklik
gösterirler. Kızıl ötesi ledler
Galyum Arsenid olarak adlandırılan
bir maddeden yapılırlar ve genelde
çalışma gerilimleri 1,5 volt
civarındadır.
Bu ledler kolayca bozulabilen
devre elemanlarıdır. Eğer ledin
çalışma geriliminin üzerinde bir
voltaj uygularsak , bahsettiğimiz
kimyasal maddeler reaksiyona
girecek ve led bozulacaktır. Bu
sebeple uygun bir direnç ile ledi bu
tarz akımlardan korumak gerekir.
Bu yarıiletken ışınım kaynaklarının
yararları :
• Kolay ve frekans bakımından yüksek
modüle edilebilirlik
• Düşük çalışma sıcaklığı
• Düşük gerilim
• Mekanik açıdan büyük bir sağlamlık
• Boyutların küçüklüğü
• Yarıiletkenlere uygunluk
Evlerimizde kullandığımız kızıl
ötesi alıcı ve vericiler 36-40 KHz
arasında bir frekansta çalışırlar. Tek
bir alıcı-verici çifti olduğundan iletim
tek yönlüdür. Bilgiler belirlenen
modüleli taşıyıcı frekans üzerinde
genlik anahtarlaması yapılarak düşük
sayılabilecek bir hızda aktarılırlar.
Bahsettiğimiz şey aslında kare
dalgadan başkası değildir.
Tipik kare dalga ile veri iletimi
Kızıl ötesi alıcı-verici devreleri, verileri
seri olarak iletirler. Seri sinyallerin,
paralel sinyallerden farkı, gönderilen "1"
ve "0" değerlerinin yan yana 8 'er bit
şeklinde değil, peş peşe, tek ve sürekli bir
sinyal şeklinde gönderilmesidir. Bu
sinyaller tabi ki belli zaman aralıklarında
gönderilmektedir. Bu nedenle bu tarz
vericilerde bir zamanlayıcı yada diğer bir
adıyla yüksek frekansta çalışabilen bir
sayıcı kullanılmaktadır.
Bu şekildeki seri iletişimde bu
güne kadar öğrendiğimiz "1" ve "0"
lojik sinyallerinin dışında, bir de "S"
sinyali vardır. "S" sinyali sınırlayıcı
olarak çalışır ve bütün 5 bitin
gönderildiğini ifade etmek için
kullanılır.
Peş peşe gönderilen bu sinyallerin
hangisinin "1" hangisinin "0" yada "S"
sinyali olduğu, ışığın milisaniyede
göndereceği yanıp sönme zaman
aralıkları ile bağlantılıdır.
"1", "0" ve "S" sinyalleri arasında
2:3:6 ilişkisi vardır. Tipik olarak;
"1" için 18 milisaniye,
"0" için 27 milisaniye ve
"S" için ise 54 milisaniyelik kızıl ötesi
ışık uygulanmaktadır. Bu şekilde
kodlanmış olan sinyaller siz
kumandanın tuşuna bastığınız sürece
gönderilir.
Alıcının (receiver), gönderilen
darbenin "1", "0" yada "S" olup
olmadığını anlamak için, peşi sıra
gelen bu sinyallerin zaman
aralıklarını bulması gerekmektedir.
Bu amaçla sabit ve yüksek
frekansta çalışabilen bir sayıcı
kullanılmaktadır.
"S" sinyali alındığında 5-bit kodun
tamamı okunabilmiş demektir. Bir
çok cihazda bu sinyal grubu
alındıktan sonra bir önceki sinyal
grubu ile karşılaştırır. Bu şekilde
yansımalara ve sahte sinyallere karşı
bir güvenlik elde edilir.
Kullanılan alıcı entegre
devrelerinin sayısal çıkışları genelde
kanal değiştirme, ses kesme gibi
işlemlerde, analog çıkışları ise ses
ve benzeri ince ayarlamalar için
kullanılır.
Kızıl ötesi ışık aynı zamanda
bildiğimiz radyo dalgasıdır. Orta
dalga radyo alıcısını 800-1000 KHz
arası ayarlarsanız ve kumandanızı
antene doğru yaklaştırıp
çalıştırdığınızda hoparlörden
sinyalin sesini duyabilirsiniz
Kızılötesi ışınımın uzaktan
kumanda ve uzağa iletim aracı
olarak ultrasese karşılık birçok
avantajı vardır.
Bunlar :
* Kızılötesi ışınım daha yüksek bir yayılma
hızına sahiptir; böylelikle titreşim, oda
içindeki yansımalar yada Doppler
etkisinden dolayı aksaklık çıkmaz.
* Çınlama sesleri ötelemeyi etkilemez
* Yüksek güçle çalıştırıldığı zaman az enerji
tüketirler.
* Belirli modülasyon türleriyle yüksek
bir iletişim güvenirliliği sağlanır.
* Tek taşıyıcı frekansı kullanıldığında
bile yüksek bir kararlılık elde edilir.
* Çok sayıda komut iletme olanağı
vardır.