Infrapunasäteilyn tulosuunnan ilmaisin
Moilanen, Tuomo (2009)
Moilanen, Tuomo
Kajaanin ammattikorkeakoulu
2009
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201004276980
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201004276980
Tiivistelmä
Insinöörityön tarkoituksena oli rakentaa laite, jolla voitaisiin havaita infrapunasäteilyn tulosuuntaa. Työ oli tutkimus-
ja suunnittelutyötä. Laitteen tunnistaessa lämpösäteilyä, tunnistus suunta ilmaistaan lcd-näytöllä. Laite koostuu
kahdesta osiosta. Ensimmäinen osio koostuu tunnistimista, multiplekseripiiristä, AD-muuntimesta, mikroprosessorista
sekä lcd-näytöstä. Toinen osio laitteen tunnistuksen parantamiseksi suunnitellusta infrapunavalaistuksesta,
jolla saatiin laitteelle lisää havaintoetäisyyttä. Lisäksi laitteen olennaisten toimintojen kannalta työssä ohjelmoitiin
mikroprosessoria, jolla ohjattiin kaikkia laitteen osa-alueita valaistusta lukuun ottamatta.
Työn teoriaosuudessa käsitellään sähkömagneettista säteilyä, jota infrapuna- eli lämpösäteilykin on. Lisäksi on
hieman kerrottu tunnistimista ja sovelluksista, joihin infrapunaa käytetään. Käytännön osuudessa on kerrottu
elektroniikkasuunnittelusta, ohjelmoinnista sekä piirilevyn valmistuksesta ja laitteen testauksesta.
Laite koostuu vastaanottimista, jotka ovat infrapunatunnistimia. Infrapunaledeillä valaistaan laitteen etupuolta,
jolloin kohteen osuessa valokeilaan infrapunasäteily heijastuu ja palaa laitteelle. Tunnistimet tarkkailevat tulevaa
säteilyä ja tunnistavat sen, jos se on riittävän voimakasta. Vastaanottimelta saatu informaatio siirretään multiplekseripiirin
kautta AD-muunnokseen, jossa tieto muunnetaan mikroprosessorin ymmärtämään muotoon. Mikroprosessorilla
käsitellään tieto ja tulostetaan lcd-näytölle tunnistamista vastaava merkki sekä tulosuunta, jossa havainto
tehtiin. Lisäksi mikroprosessori ohjaa multiplekserin toimintaa ja näin ollen myös tunnistimia, mikä milloinkin
on valittuna. Tunnistimia käsitellään yksittäisinä komponentteina, jotta tulosuunta saadaan osoitettua.
Toiminnallisuus saatiin suunnitellun kaltaiseksi ja laitteen periaatteellinen toiminta saatiin todettua kytkentää rakentaessa.
Aivan alussa suunniteltu lediketju, jolla oli tarkoitus osoittaa tulosuuntaa, koettiin tarpeettomaksi. Tähän
tehtävään käytettiin lcd-näyttöä, joka datan tarkkailun vuoksi oli jo liitettynä mikroprosessoriin.
ja suunnittelutyötä. Laitteen tunnistaessa lämpösäteilyä, tunnistus suunta ilmaistaan lcd-näytöllä. Laite koostuu
kahdesta osiosta. Ensimmäinen osio koostuu tunnistimista, multiplekseripiiristä, AD-muuntimesta, mikroprosessorista
sekä lcd-näytöstä. Toinen osio laitteen tunnistuksen parantamiseksi suunnitellusta infrapunavalaistuksesta,
jolla saatiin laitteelle lisää havaintoetäisyyttä. Lisäksi laitteen olennaisten toimintojen kannalta työssä ohjelmoitiin
mikroprosessoria, jolla ohjattiin kaikkia laitteen osa-alueita valaistusta lukuun ottamatta.
Työn teoriaosuudessa käsitellään sähkömagneettista säteilyä, jota infrapuna- eli lämpösäteilykin on. Lisäksi on
hieman kerrottu tunnistimista ja sovelluksista, joihin infrapunaa käytetään. Käytännön osuudessa on kerrottu
elektroniikkasuunnittelusta, ohjelmoinnista sekä piirilevyn valmistuksesta ja laitteen testauksesta.
Laite koostuu vastaanottimista, jotka ovat infrapunatunnistimia. Infrapunaledeillä valaistaan laitteen etupuolta,
jolloin kohteen osuessa valokeilaan infrapunasäteily heijastuu ja palaa laitteelle. Tunnistimet tarkkailevat tulevaa
säteilyä ja tunnistavat sen, jos se on riittävän voimakasta. Vastaanottimelta saatu informaatio siirretään multiplekseripiirin
kautta AD-muunnokseen, jossa tieto muunnetaan mikroprosessorin ymmärtämään muotoon. Mikroprosessorilla
käsitellään tieto ja tulostetaan lcd-näytölle tunnistamista vastaava merkki sekä tulosuunta, jossa havainto
tehtiin. Lisäksi mikroprosessori ohjaa multiplekserin toimintaa ja näin ollen myös tunnistimia, mikä milloinkin
on valittuna. Tunnistimia käsitellään yksittäisinä komponentteina, jotta tulosuunta saadaan osoitettua.
Toiminnallisuus saatiin suunnitellun kaltaiseksi ja laitteen periaatteellinen toiminta saatiin todettua kytkentää rakentaessa.
Aivan alussa suunniteltu lediketju, jolla oli tarkoitus osoittaa tulosuuntaa, koettiin tarpeettomaksi. Tähän
tehtävään käytettiin lcd-näyttöä, joka datan tarkkailun vuoksi oli jo liitettynä mikroprosessoriin.