KIZILÖTESİ (INFRARED) ve KIZILÖTESİ ALGILAYICILAR

1. KIZILÖTESİ (INFRARED)veKIZILÖTESİALGILAYICILAR

2. 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.

6. 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?

7. 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.

9. 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.

11. Kızıl ötesi ışığın dijital fotoğraf makinesi ile görüntülenmesi

12. LED (Light Emiting Diode) yani Işık Yayan Diyotlar yapı itibariyle elektrik enerjisini ışığa çevirebilen kimyasal maddelerden oluşurlar. İçerdikleri kimyasal maddelere göre değişik renkler saçabilirler.

14. 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.

16. 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.

17. 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

18. 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.

19. Tipik kare dalga ile veri iletimi

20. 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.

22. 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.

23. Peş peşe gönderilen bu sinyallerin hangisinin "1" hangisinin "0" yada "S" sinyali olduğu, ışığın milisaniyede göndereceği yanıp sönme zaman aralıkları ile bağlantılıdır.

24. "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.

25. 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.

26. "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.

27. Kullanılan alıcı entegre devrelerinin sayısal çıkışları genelde kanal değiştirme, ses kesme gibi işlemlerde, analog çıkışları ise ses ve benzeri ince ayarlamalar için kullanılır.

28. 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

29. Kızılötesi ışınımın uzaktan kumanda ve uzağa iletim aracı olarak ultrasese karşılık birçok avantajı vardır.

30. 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.

31. * Belirli modülasyon türleriyle yüksek bir iletişim güvenirliliği sağlanır. * Tek taşıyıcı frekansı kullanıldığında bile yüksek bir kararlılık elde edilir. * Çok sayıda komut iletme olanağı vardır.