سنجش میزان اشعه ی ir

[morteza_rk]

سلام دوستان

یه سوالی برام پیش اومده! خودم خیلی فکر کردم ، به اینترنت هم رجوع کردم ، هم زبان فارسی رو بکار گرفتم و هم انگلیسی ، ولی چیزی دستگیرم نشد!

سوالم اینه : واحد اندازه گیری شدت اشعه ی ir چیست؟

مثلا شدت جریان رو با واحد آمپر می سنجن ، شدت ولتاژ رو با واحد ولت ، شدت توان رو با وات ، شدت نور رو با لوکس و ....

اما نمی دونم شدت اشعه ی مادون قرمز رو با چی می سنجن!؟

کسی می تونه کمک کنه؟

[morteza_rk]

فکر کنم یه چیزایی دستگیرم شد. بعداز اینکه این پست رو زدم رفتم و یکی از کتابای قدیمیم رو خوندم.

کتاب الکترونیک نوری ، موءلف : آر.ام.مارستون و مترجم : پوپک محبت زاده ، ناشرین : انتشارات شایگان - انتشارات آصال - صفحه ی 160 ، مبحث واحدهای نوری.

ظاهرا نورها به دو صورت اندازه گیری میشن! یکی نورهایی که در محدوده ی قابل دید توسط انسان ها قرار دارند (مقادیر فیزییولوژیکی) که براشون از واحدهای فتومتریک استفاده میشه و دوم نورهایی که به مقادیر حقیقی (صحیح) نور مرئی ، IR یا UV مربوط میشن که براشون از واحدهای رادیومتریک استفاده میشه.

از اونجائیکه من مقدار حقیقی برام ملاکه بنابراین از واحدهای رادیومتریک استفاده می کنم که در اون چگالی شار نور (روشنایی) در نقطه ی واقعی هدف رو با W/m^2 اندازه می گیرن. (وات بر متر مربع)

حالا من تا چه حد درست متوجه شدم ، نمی دونم.

از دوستان تقاضای مشورت دارم. ممنون

[armstk]

سلام
من فکر میکنم که با همون واحد لومن اندازه گیزی میشه
من به یک لوکس متر دسترسی دارم , فردا میرم باهاش تست میکنم ببینم میتونه شدت نور یک دیود مادون قرمز رو نشون بده یا نه؟

[morteza_rk]

ممنون محمدرضا ، اتفاقا اگه ما بخوایم در قالب فتومتریک اندازه گیری داشته باشیم ، واحد سنجشمون میشه لومن ، اگه بتونی تست کنی خیلی خوبه دادا.:wink:

[Aghaeifar]

According to the wikipedia (Here (You can see links before reply)): SI unit of IR radiance is watt per square metre W⋅m−2

[morteza_rk]

ممنون علی جان ، توی کتابم که گفتم چی نوشته بود.

بهرحال اگه نتیجه ی اندازه گیری با لوکس متر رو هم بدونیم خوب میشه. (جالبه)

[Aghaeifar]

دادا میشه بگی برای چی می خوای حالا؟
چون من فکر می کنم برای کارهای مختلف معمولا بر اساس نوع کار واحد خاصی تعریف می کنن.

[morteza_rk]

می خوام بین دو تا سنسور فرستنده و گیرنده که فاصله ی بینشون متغیره مقدار شدت اشعه ir رو اندازه بگیرم.

مطمئنا اگه سنسورها به هم نزدیک بشن شدت اشعه ی دریافتی بیشتره و اگه سنسورها دورتر بشن شدت اشعه هم کم میشه.

حالا خودم فکر می کنم که باید با واحد وات بر متر مربع اندازه گیریش کنم ، نظر تو چیه دادا؟ بقیه ی دوستان چی؟

[Aghaeifar]

در واقع می خوای از روی شدت، فاصله رو بسنجی پس. درسته؟ سنسور فرستنده که یه دیود ir هست. برای گیرنده چی استفاده می کنی دادا؟ مثلا گیرنده ای نیست که خودش خروجی اش بر اساس شدت دریافتی باشه؟ چون من فقط با گیرنده ی tsop کار کردم که این چیزا حالیش نبود.

[morteza_rk]

نه ، قصد من سنجش فاصله نیست! اگه اینطور بود که کارم راحت تر می شد. حتی من در طرف فرستنده پالس نمی فرستم! بلکه سنسورم دائما روشنه ، و در حال انتشار اشعه ی نامرئی ir هست. من فقط می خوام شدت این اشعه رو در زاوایا و فواصل مختلف اندازه بگیرم ، همین.

مثلا فرض کن فرستنده رو روشن می کنم و بعد گیرنده رو دقیقا میذارم جلوش و می چسبونم بهش! این میشه ماکزیمم اشعه ی دریافتی ، حالا گیرنده رو دور می کنم یا زاویش رو نسبت به فرستنده تغییر میدم ، حالا میام و مقدار اشعه رو اندازه می گیرم. (برحسب تغییرات ولتاژ) اما نمی دونم میزان این اندازه گیری رو برحسب چی بیان کنم دادا!؟ :(

سنسور فرستنده ی من tsal6200 هست و گیرندم bpv10 .

[Aghaeifar]

ما نمی دونم میزان این اندازه گیری رو برحسب چی بیان کنم دادا!؟
خوب دادا این رو که در دیتاشیت کشیده منحنی اش رو (جریانی که می کشه بر حسب شدت دریافتی، شدت هم بر حسب میلی وات بر سانتی متر مربعه)

[morteza_rk]

آره ، حالا دیگه خیالم راحت شد. خدا خیرت بده دادا.

من یه سوتی داده بودم؟! بجای دیتاشیت گیرنده دیتاشیت فرستنده رو نگاه می کردم! :mrgreen:

میگم چرا شدت اشعه ی دریافتی نداره! نگو که فرستنده هست. اونجا شدت اشعه ی ارسالی برحسب mW/sr بیان شده. که sr یک واحد سنجش زاویه ی 3 بعدی هست و برای بیان میزان شدت شار زاویه ای ازش استفاده میشه. (ر.ک کتاب الکترونیک نوری - ص 161)

[morteza_rk]

سلام مجدد

دوستان بعداز اینکه منو علی جان سر واحد اندازه گیری شدت اشعه ی مادون قرمز به نتیجه رسیدیم حالا می رسیم به طراحی مدار!

طرز کار مدار خیلی سادست. یک سنسور مادون قرمز روشن میشه (بطور دائم روشنه نه از طریق پالس) و اشعه ی مادون قرمز رو می فرسته. در طرف دیگه یک سنسور مادن قرمز گیرنده (دو پایه) قرار داره که می خواد میزان شدت اشعه ی رسیده رو اندازه بگیره.

حالا این بحث اینجا مطرح میشه که دقت این مدار ساده چقدره؟ من خودم فکر می کنم که امواج مادون قرمز محیط (مثل نور لامپ یا نور خورشید) در میزان اندازه گیری ما بشدت تاثیر میذاره.

بنظر شما چطور میشه اثر این امواج مزاحم رو از بین برد؟ آیا باید از فیلتر خاصی استفاده کنیم؟ آیا میشه از یک pll در قسمت گیرنده استفاده کرد؟

[esisafa]

سلام داداش
یکی از راه ها برای حذف امواج محیط استفاده از پالس هست. بعد از دریافت فقط همین فرکانس فیلتر میشه. ولی نمیدونم که با این روش میشه شدت رو اندازه گرفت یا نه.
راه دیگه استفاده از یک شیشه ی تیره روبروی گیرنده هست تا فقط نور رو تضعیف کنه، نباید مادون قرمز رو ضعیف کنه. اینا راه هایی هست که از اینور اونور یاد گرفتم. ولی یک چیز فکر کنم عالی که هنوز امتحان نکردم به ذهنم اومده که یک مشکل داره باید حلش کنم. که الان میگم.
استفاده از خاصیت دیفرانسیلی هست. که از 2 تا گیرنده استفاده بشه. یکی وظیفه ی دریافت امواج مورد نظر رو داشته باشه با نویز های محیط، اون یکی فقط نویز های محیط رو بگیره. حالا از هم کم کنیم میمونه فقط امواج مطلوب.
مشکلش اینه که دو تا سنسور نباید کنار هم باشن چون 2 تا شون یک چیز دریافت میکنن. وقتی کنار هم نباشن مثلا زاویه ی 90 درجه داشته باشن ممکنه نویزی که به هر دو میرسه یکی نباشه. فقط تو عمل مشخص میشه
اگه امتحان کردین حتما نتایجش رو یکجوری بگین تا بیحساب بشیم:mrgreen::mrgreen::wink:

[morteza_rk]

ممنون اسی جون

با استفاده از پالس فکر نمی کنم دیگه بشه شدت امواج رو اندازه گرفت! تلق هم گزینه ی مناسبی هست که سعی می کنم لحاظ کنم. (یا از سنسورهای گیرنده ای که خودشون دودی هستن استفاده کنم.)

در مورد حالت دیفرانسیلی واقعا چیزی به ذهنم نمی رسه! یعنی شدنیه؟

[esisafa]

باید تو عمل ازمایش کرد و جواب گرفت.
گفتم که مشکلش چیه و اگه بشه یک جوری حلش کرد، مثلا محل قرار گرفتنشون رو پیدا کرد، اونوقت فکر نکنم رد خور داشته باشه.
به نظرم روش کار کنین و حالت های مختلف دو تا سنسور رو بررسی کنین ببینین چی میشه؟
یک فرستنده لازمه و دوتا گیرنده. گیرنده ها باید طوری قرار بگیرن که تاثیر نویز محیط رو هر دوشون یکی باشه ولی امواج فرستنده فقط به یکی از گیرنده ها برسه
اونوقت شاید بشه یک پروژه ی صنعتیش کرد

[Aghaeifar]

دادا یه کار هم می تونی بکنی. اگر مثلا محیطی که در اون هستی stable هست یه مدت فرستنده رو خاموش می کنی و مقداری که از محیط می اد رو اندازه می گیری سپس فرستنده رو روشن می کنی و مجموع محیط و فرستنده رو اندازه می گیری تهش هم اینها رو از هم کم می کنی البته به شرطی که در تمام طول زمان نویزی که محیط روی گیرنده می اندازه ثابت بگیریم که خیلی هم غیرمعقول نیست.

[morteza_rk]

علی جان اینم روش خوبیه. ولی بعید می دونم که شرایط محیط ثابت بمونه. حتی ورود و خروج افراد توی محیط هم می تونه تاثیر گذار باشه. ولی در کل روش خوبیه. یه جورایی همون روش اسی جون هست اما با یک سنسور. ایول...

حالا من جنسامو سفارش دادم. فکر کنم شنبه به دستم می رسه. باید این روش هارو امتحان کنم.

[esisafa]

یک روش دیگه به ذهنم رسید که کامل شده ی همون روش پالس هست.
اینبار به جای تولید پالس یک سیگنال سینوسی تولید میکنیم و به فرستنده میدیم، اونوقت امواج مادون قرمز با یک فرکانس سینوسی معلوم تو فضا پخش میشه (عجب مدولاسیونی کردم) . حالا دیگه گیرنده میتونه فقط همین امواج رو فیلتر کنه و چون آنالوگ هست میشه دامنش رو حساب کرد.
این روش چه طوره؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟/

[sigma-mx]

فکر کنم روش خوبی باشه . البته سینوسی با پالس ، اینجا زیاد فرق نداره. باید با میکرو تشخیص بدی اگر فرکانس همونه ، حالا دامنه اون رو اندازه بگیر.
یه راهم با پالس : یه کد روی مادون قرمز سوار کن اگه تو گیرنده همینو گرفتی ، حالا سطح پالس یا دامنه رو اندازه بگیر . میتونه برای اطمینان آزمایش چند بار تکرار بشه .

[esisafa]

فرض بر این هست که نویز محیط زیاده. پس باید فرکانس مورد نظرمون رو از بقیه ی نویزا جدا کنیم. که یک فیلتر میان گذر لازم داره.
وفتی فیلتر میانگذر استفاده کنیم دیگه پالس معنی نمیده و فقط هارمونیک اول اون که یک سیگنال سینوسی هست در دسترس قرار داره.
اگه فرض بر این باشه که نویز های محیط فقط dc هستن اونوقت میشه از یک فیلتر بالا گذر استفاده کرد و پالسمون رو داشته باشیم

[morteza_rk]

ممنونم از اینکه دوستان در این بحث حضور خوبی داشتن و ایده های خیلی خوبی هم ارائه میدن.

متاسفانه یکی از بزرگترین ضعف های من همین الکترونیک آنالوگه ، مدولاسیون و طراحی فیلتر و .... یعنی هیــــــــــچــــــــــــ ــــــی بلد نیستم. من فقط دیجیتالم خوبه + میکرو.

ولی بنظرم اون روش سینوسی و فیلتر میانگذر باید جواب بده. مخصوصا اینکه من دارم از دیود فرستنده ی tsal6200 استفاده می کنم که طبق گفته ی دیتاشیت در جریان 100 میلی آمپر اشعه رو با طول موج 940 نانومتر می فرسته.

حالا نمیشه ما بدون مدولاسیون سینوسی بیایم فقط یه فیلتر میانگذر طراحی کنیم که طول موج های 940 نانو متر رو عبور بده؟ بعد هم دامنه رو اندازه می گیریم. شدنیه؟

[sigma-mx]

فیل تر هایی که ما استفاده می کنیم برای امواج rf هست نه طیف نوری .طیف نوری فی ل ترش یه شیشه یا طلق یعنی یه جسم فیزیکیه.
با توجه به نکته ای که در مورد پالس اشاره کردین بازم همون روش سینوسی جواب میده . همین موج سینوسی رو هم میشه با یه سیگنال دیجیتال مدوله کرد ( برای اطمینان از پیام) بعد طرف گیرنده با فیل تر پیام رو که گرفت میتونه رو دامنه سیگنال کار کنه.

[morteza_rk]

فیل تر هایی که ما استفاده می کنیم برای امواج rf هست نه طیف نوری

مطمئنی مهندس؟ یعنی برای امواج نوری نمیشه یه فیلتر الکترونیک طراحی کرد؟ یا ماها بلد نیستیم؟

[sigma-mx]

اگه نمونشو جایی دیدین ، یه لینک بدید منم ببینم.

[esisafa]

عزیزان حالا من یک مدولاسین گفتم شما هم یهو ترسیدین. من گفتم مدولاسین انجام دادم ولی مگه چه خبره؟؟؟؟
منظورم اینه که یک موج سینوسی مثلا 1 کیلو هرتز رو سوار یک موج مادون قرمز کردم. کافیه شما به led مادون قرمز ، موج سینوسی مورد نظر رو بدین. اونوقت شدت نور led با توجه به دامنه ی سیگنالمون تغییر میکنه. همین.
بعد جریان خروجی گیرنده هم با توجه به تغییرات شدت نور تغییر میکنه. مثل یک تقویت کننده ی ترانزیستوری معمولی. یا همون اپتوکوپلر .
نیومدم یک موج خبر رو روی یک موج 100 گیگاهرتز سوار کنم که ترسیدین

در ضمن بعد از دریافت امواج نوری توسط گیرنده ، از این به بعد با سیگنال الکتریکی مثلا همون 1 کیلوهرتز که گفتم سروکار داریم و میشه اینو ف ز ی ز ل ز ت ز ر ز ( زرگری بود) کرد
وقتی بحث نور میشه دیگه آنتن خبری نیست و همون دیود های نوری و نورانی کار فرستادن و دریافت امواج و حتی مدولاسیون دامنه رو انجام میدن. (بدون مدار مدولاتور و دمدولاتور)

[esisafa]

ولی بنظرم اون روش سینوسی و فیلتر میانگذر باید جواب بده. مخصوصا اینکه من دارم از دیود فرستنده ی tsal6200 استفاده می کنم که طبق گفته ی دیتاشیت در جریان 100 میلی آمپر اشعه رو با طول موج 940 نانومتر می فرسته.

داداش مگه دیودت در جریان مثلا 1 میلی آمپر یک طول موج دیگه تولید میکنه؟؟؟؟ اگه اینجوره به این کار نمیاد که باهاش موج سینوسی بفرستی.
طول موج کاری گیرنده و فرستنده باید یکی باشه

[morteza_rk]

ممنون اسی جان ، خیلی جالب بود دادا. حالا من این موج سینوسی رو چطور تولید کنم؟ نمی خوام مدار پر دردسری داشته باشم. قبلا هم گفتم که اصلا الکترونیک آنالوگ بلد نیستم.

میشه چنتا روش خوب برای تولید یک موج سینوسی پایدار بگی دادا؟


داداش مگه دیودت در جریان مثلا 1 میلی آمپر یک طول موج دیگه تولید میکنه؟؟؟؟ اگه اینجوره به این کار نمیاد که باهاش موج سینوسی بفرستی.

توی دیتاشیتش ایجوری نوشته آخه ، دیتاشیت رو ضمیمه کردم. یه نگاه بنداز.

[morteza_rk]

فکر کنم یه چیزایی پیدا کردم دادا . لینک زیر یه مدار هست با پل وین که تقویت کننده هم داره. فقط من اپ-امپشو ندارم.

حالا به نظر شما اگه موج سینوسی ساختیم فرکانسش چقدر باشه خوبه؟

You can see links before reply

[esisafa]

فعلا بیا این کار رو انجام بده.
در گیرنده که یک فیلتر میانگذر با فرکانسی که میخوای درست کن. این قسمت که مثل قبلا هست
اما در فرستنده فعلا همون پالس مربعی رو بده .
این پالس مربعی در گیرنده بعد از عبور از فیل تر سینوسی میشه.
ف یلتر میانگذرت درجه ی 2 باشه. از درجه ی 1 استفاده نکن که کیفیت خوبی نداره. همین یکی دو روز یک تاپیک در مورد فی لتر میانگذر بود..
پهنای باندش زیاد نباشه.
فعلا تلاشتون رو روی گیرنده با فیل-تراسیون خوب بزارین. فرستنده همون پالس باشه. فرکانس دوتاشون هم یکی باشه دیگه

[morteza_rk]

دمت گرم اسی جان ، عجب ایده هایی داریا! خیلی جالب بود.

پس همین روش رو امتحان می کنم ، البته باید روی طراحی فیل تر بیشتر تمرکز کنم. چون هیچی در این زمینه نمی دونم.

[ali_h]

سلام، شاید این بدردت بخوره. راهنمای طراحی ف*یلت*ر که ti منتشرش کرده.
2155

[morteza_rk]

خب دوستان ، من مدارو بستم و یه نتیجه هایی گرفتم. از نظر مسافت هم تا فاصله ی 20 سانتی متری جواب گرفتم. یعنی گیرنده می تونه امواج فرستنده رو بدون مدولاسیون و تنها از طریق تقویت ترانزیستوری از فاصله ی 20 سانتی تشخیص بده. هرچه میزان فاصله کمتر باشه شدت اشعه ی دریافتی بیشتره. (امواج فرستنده رو با یه ترانزیستور تقویت کردم.)

من توی اتاق کارم یه دونه لامپ کم مصرف زرد رنگ دارم که همونطوریکه همه می دونیم دارای مقدار کمی امواج مادون قرمز هست. وقتیکه طبق پیشنهاد ترکیبی علی جون و اسی جون فرستنده رو خاموش کردم دیدم باز هم مقدار 0.18 ولت ولتاژ دارم اما با خاموش کردن لامپ اتاقم مقدار ولتاژ دقیقا برابر 0 شد با روشن کردن مجدد لامپ مقدار ولتاژ دوباره رسید به 0.18 ولت.

بنابراین تصمیم گرفتم در فواصل زمانی معین (مثلا هر 200 میلی ثانیه) فرستنده رو خاموش کنم و امواج مادون قرمز محیط رو اندازه بگیرم. بعدش فرستنده روشن میشه و امواجش بهمراه امواج محیط در گیرنده دریافت میشه که از مقدار اول (وقتیکه فرستنده خاموش بود) کم میشه ، در نتیجه فقط امواج فرستنده می مونه و امواج محیط حذف میشن.

بنظر خودم نتیجه قابل قبوله! شما چه نظری دارید؟

[esisafa]

اینکه نتیجه گرفتین عالیه.
فقط یک سوال. مگه از فیلتر میانگذر استفاده نکردین که بخاطر لامپ باز ولتاژ دارین؟؟؟؟ یعنی لامپ هم همون فرکانس رو تولید میکنه. منظورم مثلا 1 کیلو هرتز هست!!!!!!!!!!!!!

[morteza_rk]

فقط یک سوال. مگه از فیلتر میانگذر استفاده نکردین که بخاطر لامپ باز ولتاژ دارین؟؟؟؟ یعنی لامپ هم همون فرکانس رو تولید میکنه. منظورم مثلا 1 کیلو هرتز هست!!!!!!!!!!!!!

نه دیگه! در طرف فرستنده فقط یه ترانزیستور گذاشتم برای جریان کشی بیشتر و در نتیجه تقویت امواج ارسالی و در طرف گیرنده هم هیچ فیلتری نذاشتم! فقط دیود گیرنده رو بایاس معکوس کردم. همین.

آخه من اصلا طراحی فیلتر بلد نیستم. تازه نمی دونم برای چه فرکانسی باید طراحی کنم؟ از طرفی وقتی دیدم دقت کار در حد قابل قبولی هست تا حدود زیادی راضی شدم.

اما دلم می خواد با فیلترها هم آشنا بشم و یه فیلتر هم طراحی کنم براش و ببینیم نتیجه چی میشه. بنظرم خیلی جالبه.

[agape]

خوب من این تاپیک رو خودنم !
کاری که میخوای بکنی کاملا شدنیه ! و اما به چه صورت ، این گیرنده ای که شما داری به طیف گسترده ای از امواج حساسه ، یعنی به نور محیط هم واکنش نشون میده ! خوب حالا راه حل چیه ، شما باید بیای اون امواجی رو که میخوای جدا کنی ؟! اما چطور ؟ برای حذف نور محیط که میتونی از تلق استفاده کنی ولی برای امواج مادون قرمز چی (امواج مادون قرمز حتی از سطح داغ اتو منتشر میشه) خوب باید بیای مادون قرمزت رو کد گذاری کنی و منتشر کنی ، خوب شما یه سیگنال مربعی 40 کیلو هرتز به بالا میسازی هرچه بالا تر بهتر و حتما با ضریب وظیفه 50 درصد ، خوب مربعی برای این که وقتی دیود روشن میشه توی تمام توان خودش روشن بشه (اگه سینوسی یا هر موج دیگه ای استفاده بشه دیود به تدریج روشن میشه که مناسب نیست) حالا توی گیرنده یه فیلتر میانگذر باند(عبوری) باریک میذاری مثلا باثروث و البته با توجه به اینکه ضریب تقویت برای سیگانل عبوری رو 1 در نظر میگیری که روی سیگنال های دریافتی هیچگونه تقویتی انجام نشه ! حالا خروجی رو میدی به یه فیلتر پایین گذر و مبدل adc ، حالا عملکرد مدار:
در نزدیک ترین فاصله امواج رسیده دارای بالاترین دامنه هستن و بالا ترین تاثیر رو میذارن ، و خروجی گیرنده بالاترین دامنه موج مثلا 40 کیلو رو داریم که البته همراه باقی امواج محیطی هست وقتی وارد فیلتر میشه فیلتر فقط 40 کیلو رو عبور میده و باقی رو حذف میکنه با فیلتر پایین گذر فرکانس 40 کیلو رو به ولتاژ تبدیل میکنه خوب حالا شما گیرنده رو دور میکنی دامنه موج دریافتی (40 کیلو هرتز)کاهش پیدا میکنه و دامنه ولتاژ خروجی نیز کاهش پیدا میکنه !