Увеличить направленность и дальность действия ИК-передатчика

ИК-датчики обычно устроены таким образом, чтобы принимать сигнал с максимально широкого диапазона, в том числе через стены, потолок и т. д. для отражения сигнала на приёмник. Логика проста: пользователь нажимает кнопку, а телевизор реагирует. Не нужно пытаться попасть в определённую точку на телевизоре невидимым светом. Это не шутер, а скорее дистанционный выключатель, и если он работает независимо от направления, то это лучший вариант. Для выбора разных устройств передатчик отправляет разные коды. В идеале каждое устройство в комнате получает одинаковый входной сигнал, просто телевизор «знает», что должен реагировать, скажем, на диапазон 0xFF0000..0xFF00FF, а радиомодуль знает, что должен реагировать на диапазон 0xFF1100..0xFF11FF (это сложнее, диапазоны не непрерывны и могут перекрываться, но принцип тот же).

Поэтому лучший способ различать устройства — использовать более длинные числа и позволить устройству реагировать только на некоторые выбранные (специфичные для этого устройства) и игнорировать все остальные.

Но если вы настаиваете на «стрельбе прямо в голову», то способ заключается в том, чтобы поместить и передатчик, и приёмник в какие-нибудь трубки (например, в канал ствола винтовки), чтобы данные могли отправляться/получаться только из какого-то небольшого конуса пространства, а связь происходила только при совпадении этих конусов. В любом случае, вероятно, он будет реагировать на отражение от стены за вашей спиной (стреляя в противоположном направлении), поскольку тогда конус будет значительно увеличиваться с расстоянием (и, следовательно, поразит больше приёмников), а также на дифракцию на частицах в стене (чтобы стена освещала все стороны, а не только конус, как зеркало). И этому практически ничто не препятствует. (Да, можно накрыть стену какой-нибудь неотражающей чёрной тканью, но станете ли вы этим заниматься?)

Что касается активной части приёмника, то в техническом описании указано, что центр чувствительной области находится в центре «диодоподобной» части, с углом чувствительности около 80° в обе стороны по вертикали и горизонтали (с наилучшей чувствительностью примерно по прямой) http://html.alldatasheet.com/html-pdf/26589/VISHAY/TSOP1738/1117/6/TSOP1738.html - но в принципе он может каким-то образом принимать сигнал практически из любой точки на «диодоподобной» стороне.

Задняя сторона (плоская) не должна быть чувствительной.

Также вы можете (и должны) использовать резистор между выводом и базой транзистора, чтобы ограничить ток от вывода. (транзисторы имеют коэффициент усиления около 100 и более, поэтому вам нужен небольшой ток, чтобы полностью открыть его).

Светодиоды потребляют ток, а не напряжение, поэтому необходимо ограничить ток (а не напряжение) через светодиод, чтобы он не перегорел и чтобы он светил ярче или ярче. Для светодиодов следует использовать источники тока (например, 20 мА, не больше и не меньше для обычного светодиода), а не источники напряжения (например, 9 В, 5 В, 3,3 В или любое другое значение, не больше и не меньше).

Но поскольку существуют гораздо более легкодоступные источники напряжения, резисторы используются для ограничения тока через светодиоды как простой «обман».

Вы берёте напряжение источника (например, 9 В), вычитаете все известные напряжения по всей цепи (обычно 0,7 В для транзисторов, 1,2 В для светодиодов и т.д.) и предполагаете, что остаток тратится на резистор. Зная максимально допустимый ток для вашего светодиода (обычно 20 мА для «обычного»), вы вычисляете сопротивление резистора, разделив напряжение (в В) на ток (в А), чтобы получить сопротивление (в Ом).

На вашем рисунке: 9 В – 0,7 В – 1,2 В = 7,1 В на резисторе, 7,1 В/0,02 А = 355 Ом. Возьмите любой резистор, равный или больше, и он будет светиться бесконечно.

Первый дешёвый ИК-светодиод, который я нашёл, имел типичный постоянный ток 20 мА, абсолютный максимальный номинал при Ta = 25 °C (комнатная температура) составляет 100 мА, а пиковый прямой ток (рабочий цикл 1/10, длительность импульса 0,1 мс) — 1 А. Но эти абсолютные значения — это значения, при которых светодиод, вероятно, быстро выйдет из строя, поскольку любая более высокая температура (например, летом) быстро снижает его. Под «абсолютными максимальными номинальными значениями» следует понимать «значения, которые могут случайно вывести его из строя в любой момент, если я к ним приблизись», а не «производитель рекомендует использовать его в экстремальных условиях» (невозможно создать идеальные лабораторные условия для любого устройства при нормальном использовании).

Но если вы хотите увеличить мощность, рискуя повредить светодиод, можно установить резистор всего лишь на 7,1 В/0,1 А = 71 Ом или даже на короткие импульсы 7,1 В/1 А = 7,1 Ом, но я готов поспорить, что светодиод всё равно скоро сгорит. Я бы рискнул и на 80 Ом при коротких импульсах, но он не так сильно нагревается, как светит. Ознакомьтесь с техническим описанием и пробуйте только на свой страх и риск.

TLDR: Я предлагаю использовать уникальные коды вашего отправителя Arduino для разных приемников, поскольку другим способом вы не сможете достичь своей цели с достаточной уверенностью.

Используйте свой приемник для сканирования всех имеющихся у вас обычных пультов дистанционного управления, а затем выберите что-нибудь совершенно другое для ваших приемников Arduino.