Senseur IR Signal

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Analyse du signal

Maintenant que nous savons comment fonctionne un senseur,
voulez-vous savoir ce qu'il faut lui envoyer pour qu'il fonctionne correctement?

Mais avant prenons un peu de temps pour examiner en détails
la façon dont une télécommande (celle dans votre main) envoi les
données vers un senseur infrarouge (enfiché sur le breadboard).

Dans cette document nous avons utilisé le bouton ON/OFF d'une
télécommande pour téléviseur Sony . Il s'agit d'un cas très simple
et habituellement documenté.

Disons que nous avons une télécommande Sony, et que nous pouvons voir avec exactitude la lumière émise par la LED infrarouge. Raccordons un senseur lumière quelconque (comme une simple photo-résistance/Cds) et analysons le signal reçu. Nous n'allons pas encore utiliser un décodeur comme le PNA4602 parce que nous voulons avoir un aperçu du signal brute (non décodé).

Et voici ce que l'on voit:

 
Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com


Nous constatons essentiellement des impulsions ou un signal infra-ouge. Les 'blocs' jaune indiquent des périodes de transmission de la LED IR tandis que les lignes jaunes indiquent des moment où la LED IR est inactive. (Note: la tension indiquée à 3VDC est correct, elle dépend de la façon dont nous avons raccordé le senseur, si nous avons remplacé la résistance pull-up par une résistance pull-down nous verrions la masse/GND).

Le premier 'bloc' semble faire 2.5ms de long (voir les curseurs et la valeur mesurée sur le côté)

Voici ce que nous voyons si l'on zoom l'un des blocs…


 
Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

Vous pouvez constater qu'il ne s'agit pas vraiment d'un 'bloc' mais d'un signal pulsé très très rapidement!

Si nous continuons a zoomer…

 
Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

Nous atteignons une échelle ou il est possible de mesurer la fréquence de l'impulsion IR.

Comme indiqué par la position des curseurs et la valeur affichée sur le côté, la fréquence de l'impulsion est d'approximativement 37.04KHz

Encodage (en résumé)

Maintenant nous pouvons comprendre comment le signal infrarouge est encodé.

La LED du transmetteur infrarouge est pulsée à haute fréquence (en utilisant le principe PWM - pulse width modulated), fréquence de 38KHz.

Ensuite, ce signal PWM est lui-même pulsé (activé-désactivé-activé-...) plus lentement sur des périodes de temps de l'ordre de 1 à 3 ms de long.

Pourquoi utiliser une porteuse PWM

La porteuse (carrier en anglais) à 38 KHz est utilisé pour transporter le signal codé.

Mais pourquoi ne pas simplement allumé et éteindre la LED? Pourquoi utiliser cette porteuse à 38 KHz?

Et bien, il y a plusieurs raisons à cela!

Une première raison est que cela permet à la LED de se refroidir. Une LED infrarouge peur consommé un courant allant jusqu'à 1 Amp (1000 milliamps!).

La plupart des LEDs consomment environ 20mA. Cela signifie que les Led infra-rouge sont conçues pour des émission à 'haute-puissance' mais qu'elles le font que pendant quelques micro-secondes. En utilisant un signal PWM, cela permet de laisser la LED se refroidir la moitié du temps.

Une seconde raison est que les télévision ne font détecter qu'une certaine fréquence (PWM). Pour une télécommande Sony à 37KHz ne fonctionnera pas avec un lecteur DVD JVC qui n'accepte qu'un signal à 50KHz.

Finalement, la raison la plus important pour utiliser une onde pulsée, c'est qu'elle diminue les effets de la lumière ambiante. La TV à seulement besoin de détecter des variation de niveau de lumière cadencée à environ 37KHz. Le principe est identique pour les humain, il est plus facile d'évaluer la différence entre deux tonalité que d'indiquer la fréquence exacte d'une tonalité entendue (du moins, pour la plupart des gens)

Maintenant que nous savons qu'il y a une fréquence porteuse et que cette dernière est de 37 Khz, essayons de déterminer la longueur des impulsions (la largeur des 'blocs' jaunes)

Reprenons notre première image...

 
Crédit: AdaFruit Industries www.adafruit.com

La premiere impulsion esr de 2.5ms. Nous pouvons utiliser les curseurs pour mesurer le restant des l'impulsions. Nous n'avons pas inclus les 12 images de mesures mais tableau ci-dessous reprend les différentes mesures:

PWM ON OFF
2.4 ms 0.6 ms
1.2 ms 0.6 ms
0.6 ms 0.6 ms
1.2 ms 0.6 ms
0.6 ms 0.6 ms
1.2 ms 0.6 ms
0.6 ms 0.6 ms
0.6 ms 0.6 ms
1.2 ms 0.6 ms
0.6 ms 0.6 ms
0.6 ms 0.6 ms
0.6 ms 0.6 ms
0.6 ms 270 ms

Mais comment mesurer ce signal soit même si l'on ne dispose pas une oscilloscope à 700 Eur?

Et bien, un senseur infrarouge (comme le PNA4602) nous fait déjà une belle faveur... il 'filtre le signal' à 38KHz et, par conséquent, nous recevons les larges portions de signal (celles en millisecondes). Ce type de signal est bien plus facile à traiter pour un microcontroleur. C'est ce que nous ferons dans les prochaines sections.


Source: IR Sensor

Crée par LadyAda pour AdaFruit Industries.

Traduit par Meurisse D. pour MCHobby

Traduit avec l'autorisation d'AdaFruit Industries - Translated with the permission from Adafruit Industries - www.adafruit.com

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