赤外線の到達距離と、OPアンプの増幅

非反転増幅によって、１～１０倍の増幅を行う実験をしてみました。
それによって、LEDとフォトトランジスタは、どのぐらいの距離まで離せるか、検討してみました。

回路は次の通りです。


この回路をブレッドボード上に作りました。


端から端まで使ったので、100mmの距離になりました。

まずは、VR1を5KΩに設定、オペアンプの非反転増幅回路の増幅率は、1+（VR1 ÷ R4）で計算されますから、増幅率は6倍となるはずです。
点A（赤ライン）、点B（黄ライン）の電圧を測定。センサ間を一瞬、遮光してみました。



テスタでの測定で、点Aは110mV、点Bは670mV。ほぼ6倍の増幅となっていることがわかります。

次に、次段の入力バイアスは、1.4Vぐらいを想定しているので、点Bが1.4Vになるよう、VR1を調整しました。10倍なのでVR1は、ほぼ振り切り状態です。

点A（CH1：赤）は100mV/div、点B（CH2：黄）は、1V/divに設定し、センサ間を横切ってみました。

10倍に増幅しても、形は忠実に再現されています。

次に、シュミットトリガの設定を、ON→OFF時には0.9Vを下回ったとき、OFF→ON時には1.0Vを上回ったときになるよう、VR2とVR3を設定しました。

その後、CH2（黄）を、シュミットトリガのオペアンプ出力につないで確認しました。

閾値を境に、オペアンプの出力がデジタル的に変化していることが分かります。


（おまけ）

初段のオペアンプの倍率を100倍（100KΩ）にし、5m以上離れたところからリモコンを操作したところ、500mVの波形が観測できました。
しかし、可視光カット型とはいえ、蛍光灯のフリッカ(120Hz)も乗っていますし(右図）、センサの近くを歩くだけでバイアスが変化します。照明下での100倍は実用的ではなさそうです。

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