Дистанционное управление на инфракрасных лучах

Ик пульт. теория управления

(перевод с английского)

Инфракрасные лучи — самый дешевый способ для удаленного управления устройством в невидимом диапазоне света. Практически все аудио и видео устройства управляются ИК лучами.

В связи с широким распространением используемых необходимых компонентов, ИК управление стало очень дешевым, что делает его идеальным у любителей использовать для собственных проектов.

Я объясню теорию работы ИК-пульта дистанционного управления, и некоторые из протоколов, которые используются в потребительской электронике.

Инфракрасный свет

Инфракрасный на самом деле нормальный свет с определенным цветом. Мы, люди не можем видеть этот цвет, потому что его длина волны 950нм, что ниже видимого спектра.

Это одна из причин, почему ИК-свет выбран для удаленных целей управления, мы хотим использовать, но мы не заинтересованы видеть этот свет. Другая причина в том, что ИК управление довольно легко сделать, и поэтому дешевы в производстве.

Хотя мы, люди не видим инфракрасный свет, излучаемый из пульта дистанционного управления не означает, что мы не можем сделать его видимым.

Видеокамера или цифровой фотоаппарат может «видеть» инфракрасный свет, как вы можете увидеть в этой картине. Если у вас есть веб-камера вам повезло, наведите пульт дистанционного управления, нажмите любую кнопку, и вы увидите мерцающий индикатор. К сожалению, вокруг нас еще очень много источников инфракрасного света.

Солнце — яркий источник их всех, но есть такие как: лампы, свечи, система центрального отопления, и даже наше тело излучает инфракрасный свет. На самом деле все, что излучает тепло, также излучает инфракрасный свет.

Поэтому мы должны принять некоторые меры предосторожности, чтобы гарантировать, что наши ИК сообщения приходили к получателю без ошибок.

Модуляции

Модуляция необходима для того, чтобы наш сигнал выделялся на фоне шума. С модуляцией сигнал ИК мигает с определенной частотой. ИК-приемник будет настроен на эту частоту, поэтому он может игнорировать все остальное.

На картинке вы можете видеть слева передатчик модулирующий сигнал с помощью ИК-светодиода. Сигнал регистрируется в приемнике на другой стороне. В последовательной коммуникации мы обычно говорим о «маркерах» и «пространстве». «Пространство» — период при отсутствии сигналов с передатчика.

Никакой свет не излучается в это время. После простоя «маркеры» ИК импульсов идут в определенном частотном диапазоне. Частоты между 30 кГц и 60 кГц обычно используются в бытовой электронике. На выходе приемника «пространство» представлено высоким логическим уровнем.

«Маркер» представляет низкий уровень. Пожалуйста, отметьте, что «маркеры» и «пространство» не 1-ы и 0-и, которые необходимо передать. Реальные отношения между «маркерами» и «пространства» и единиц и нулей зависят от используемого протокола.

Больше информации об этом может быть найдено на страницах, которые описывают протоколы.

Передатчик

Передатчики это обычно пульты с батареями. Он должен потреблять мало энергии, как это возможно, и ИК-сигнал должен быть как можно более надежным, чтобы достичь приемлемой дистанцний управления. Предпочтительно она должна быть ударопрочной. Многие чипы предназначены для использования в качестве ИК-передатчиков.

Старые чипы были предназначены для лишь одного из нескольких ныне используемых протоколов. В нынешнее время очень низкое потребление у микроконтроллеров, позволяет использовать в ИК-передатчиках, а также они являются более гибкими в использовании. Если не нажата кнопка они находятся в режиме сна, в котором низкий ток потребления.

Процессор «просыпается» для того чтобы передать соответствующую команду ИК только при нажатии клавиши. Кварцевые кристаллы редко используются в таких пультах. Они очень хрупкие и, как правило, легко ломаются, когда пульт падает. Керамические резонаторы гораздо более подходящие, потому что они могут выдерживать большие физические перегрузки.

Тот факт, что они менее точны, совсем не важен.

Ток через светодиод (или светодиодов) может варьироваться от 100 мА и до более 1А! Для того чтобы получить приемлемую дистанцию управления светодиодный ток должен быть как можно выше. Тут выбирается компромисс между параметром светодиода, срок службы батареи и максимальной дистанции.

Светодиодные токи могут быть высокими, потому что управляющие импульсы светодиодов очень короткие. Средняя мощность излучения светодиода не должна превышать максимального значения. Вы также должны добиться того, чтобы максимально быстрый взгляд тока для светодиодных не был превышен.

Все эти параметры можно найти в спецификации светодиодов.

Простая транзисторная схема, которая может быть использована для светодиодов. Транзистор с подходящим hFE и скорость переключения должны быть подобраны для этой схемы. Значение резистора может быть рассчитана с использованием закона Ома. Помните, что номинальное падение напряжения на ИК-светодиод около 1,1В.

Стандартный драйвер, описанный выше, имеет один недостаток. Утечка напряжения батареи, при котором ток через светодиод будет уменьшаться, а это приведет к сокращению дистанции управления.

Чтобы избежать этого в цепи эмиттера последовательно ставят 2 диода. При серии импульсов на базе транзистора напряжение будет ограничено до 1,2В. База-эмиттер транзистора вычитает 0,6В, что, в результате амплитуда составит 0,6В на эмиттере. Расчет тока через светодиод прост — снова применяя закона Ома.

Приемник

Сейчас много разных приемников существует на рынке. Наиболее важные критерии выбора частоты модуляции используется и наличие в продаже.

На картинке выше вы можете видеть типичный блок-схема такого ИК-приемник. Не беспокойтесь, если вы не понимаете частей, все построено в одном электронном компоненте. Полученный ИК-сигнал с фотодиода обнаружения (на левой стороне диаграммы). Этот сигнал усиливается и ограничивается в первых 2-х этапах.

Ограничителем выступает АРУ, чтобы получить постоянный уровень импульса, независимо от расстояния до пульта. Далее с AРУ сигнал поступает на полосовой фильтр (BPF). Полосовой фильтр настроен на частоту модуляции пульта. Общий диапазон частот от 30 кГц до 60 кГц для потребительской электроники. Следующий этап: детектор, интегратор и компаратор.

Цель этих трех блоков для обнаружения присутствия частоты модуляции. Эта частота модуляции представляет выход компаратора как низкий сигнал. Как я уже говорил ранее, все эти блоки интегрированы в единый электронный компонент. Есть много различных производителей этих компонентов на рынке.

Устройства доступны в нескольких версиях, каждая из которых настроены на определенную частоту модуляции.

Обратите внимание, что усилитель установлен на очень высокий коэффициент усиления. Поэтому система считывает очень легко. Подключение большого конденсатора, по крайней мере 22мФ, к питанию приемника является обязательным. Некоторые даташиты рекомендуют ставить сопротивление 330 Ом последовательно с источником питания для дальнейшего отделить питания от остальной части схемы.

Есть несколько производителей ИК-приемников на рынке. Siemens, Vishay Telefunken и являются основными поставщиками в Европе. Siemens имеет свой SFH506-хх серии, где хх обозначает частоту модуляции 30, 33, 36, 38, 40 или 56кГц.

Telefunken производили свои TFMS5xx0 и TK18xx серии, где хх еще раз указывает на частоту модуляции устройства. Похоже, что эти компаненты уже устарели. Они заменяются Vishay TSOP12xx, TSOP48xx и TSOP62xx.

Sharp, Xiamen Hualian и Japanese Electric — 3 ведущих азиатских компаний в сфере ИК устройств. Sharp производит устройства с очень загадочными именами, как: GP1UD26xK, GP1UD27xK и GP1UD28xK, где х, связанные с частотной модуляцией. Hualian имеет свои HRMxx00 серии, как и HRM3700 HRM3800.

Japanese Electric имеет ряд устройств, которые не включают частоту модуляции в наименовании детали. PIC12043LM настроен на 36.7kHz, и PIC12043LM настроен на 37.9kHz.

Конец?

На этом мы завершаем теории операции для ИК систем дистанционного управления, предназначенный для использования в бытовой электронике. Я понимаю, что существуют другие способы для реализации ИК-контроля, но я ограничусь лишь описанием выше.

Один из вопросов, не освещенных здесь является безопасность. Безопасность не имеет никакого значения, если мне надо управлять только своими видеомагнитофоном или телевизором.

Но когда дело доходит до открытия двери или автомобиля, то ключевой сигнал должен быть уникальным! Может быть, я расскажу этому вопросу позже, но не сейчас. Я также понимаю, что мой небольшой перечень производителей далек от завершения.

Вряд ли возможно перечислить всех производителей здесь. Вы можете отправить мне по электронной почте , если у вас есть сведения о других протоколов, которые вы считаете необходимо добавить на страницы.

Эта страница только описание основных теории работы ИК-пультов дистанционного управления. Он не описывает протоколы, которые участвуют в общении между передатчиком и приемником. Существуют разные протоколы, разработаные разными производителями.

www.sbprojects.com

Источник: http://nice.artip.ru/ik-pult-teoriya-upravleniya

Система дистанционного управления на ИК-лучах

Система дистанционного управления на ИК-лучах

В данной статье описывается простая 15-ти командная система дистанционного управления, работающая посредством инфракрасных лучей, и при построении необходимых выходных каскадов, способная управлять практически любым электронным устройством, обеспечивая дальность до 8-10 метров.

В основе системы ДУ лежит цифровая система частотного кодирования. Сущность принципа состоит в том, что на пульте управления устанавливается простой генератор прямоугольных импульсов, частоту которого можно менять выбирая кнопками сопротивления в RC-частото-задающей цепи.

Каждой команде присваивается определенная частота импульсов. Эти импульсы поступают на электронный ключ, на выходе которого включен светодиод инфракрасного излучения.

Таким образом, при нажатии на конкретную кнопку частота вспышек ИК-излучения, генерируемого светодиодом будет кодом именно этой команды.

Приемный узел состоит из интегрального фотоприемника (от импортного цветного телевизора), который принимает это излучение и преобразует его вспышки в прямоугольные импульсы, частота которых точно такая же как частота на выходе мультивибратора, установленного в пульте ДУ.

Далее, импульсы поступают на цифровой дешифратор, который представляет собой упрощенный цифровой частотомер. Счетчик частотомера построен таким образом, что на его выходах будет устанавливаться код номера переданной команды, как результат измерения частоты импульсов, передаваемых при передаче этой команды.

Принципиальная схема пульта показана на рисунке 1. На микросхеме D1 выполнен мультивибратор, вырабатывающий импульсы заданной частоты. Частота задается кнопками S1-S15, которыми переключают подстроечные резисторы R2-R16, входящие в состав частото-задающей цепи мультивибратора.

Рисунок 1. Принципиальная схема передатчика.

С выхода мультивибратора импульсы заданной частоты поступают на вход транзисторного ключа на VT1 и VT2, на выходе которого включен ИК-светодиод АЛ 147А. Питается пульт от гальванической батареи напряжение 9V (типа «Кроны»).

Резистор R1 служит для установки мультивибратора в состояние логического нуля на выходе, когда ни одна из кнопок управления не нажата. Это приводит к закрыванию ключа на VT1 и VT2 и снижению энергопотребления в паузах между подачами команд, практически, до нуля. Поэтому нет нужды в выключателе питания пульта.

Принципиальная схема приемного устройства показана на рисунке 2. Инфракрасные сигналы, посылаемые пультом, воспринимаются интегральным фотоприемником А1 и преобразуются им в импульсы логического уровня. Эти импульсы поступают на вход элемента D1.3, выполняющего функции ключевого устройства.

D2 — измерительный счетчик, при помощи которого происходит подсчет входных импульсов за интервал времени. На счетчике D3 выполнено устройство управления. В исходном состоянии оба счетчика обнулены, поэтому на выходе D3 логический нуль. Он поступает на выв. 13 D1.3 и открывает его. Через элемент проходят импульсы, поступающие от фотоприемника А1, на счетный вход счетчика D2.

Одновременно, импульсы образцовой частоты с выхода мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2 поступают на С-вход D3. Вместе они выполняют роль таймера. Как только D3 досчитает до 32-х на его выходе появляется логическая единица, что завершает подсчет импульсов. D1.3 закрывается, и в тоже время, происходит запись кода на выходах счетчика D2 в регистр D4.

Далее, с поступлением очередного положительного перепада на выходе D1.1, происходит обнуление обоих счетчиков и весь процесс начинается снова.

Рисунок 2. Принципиальная схема приемника.

Источник: http://robotechnics.ucoz.ru/publ/sistemy_upravlenija/sistema_distancionnogo_upravlenija_na_ik_luchakh/5-1-0-24

Дистанционное управление освещением: комфорт и функциональность интеллектуальных систем

Достижения цивилизации призваны облегчать нашу жизнь и делать её комфортнее. Подобные инновации коснулись и нашей «крепости».

В последние годы на каждом углу слышны разговоры об оснащении жилья техническим оборудованием. Совершенно недавно возникло такое понятие как «умный дом», что включает массу механизмов и систем.

Дистанционное управление освещением пришло на смену обычному регулированию света.

Система интеллектуального управления освещением ↑

Более 120 лет существует электричество. Однако, не смотря на настолько почтенный возраст, дома в большинстве своем освещаются по сей день лампами вида Томаса Эдисона. К слову, в свет преобразуется только 15% потребляемой энергии, остальные 85% принимают форму тепла. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что подобные системы не экономны и абсолютно неэффективны.

Читайте также:  Простейшая гальваническая ванна для электрохимического окрашивания металлических деталей

Преимущества дистанционного управления ↑

Канули в лету системы освещения, управляемые исключительно в ручном режиме. Система «умный дом» позволяет управлять освещением путем установки блоков дистанционного управления светом с реостатами. Подобным схемам под силу запоминать заданный уровень яркости и включать свет в той или другой комнате.

Сущность системы «умный дом»

Оборудование домов системой дистанционного освещения предоставляет их владельцам неоспоримые преимущества в сравнении с типовым устройством осветительного оборудования. К примеру, возвращаясь домой, вы откроете дверь в прихожую комнату, что залита светом, и вам не нужно шарить в темноте в поиске включателя. Не подумайте, никто не забыл выключить свет, уходя.

Система пошагового включения способна включать свет с опережением передвижения человека. Вы будете идти по освещенным комнатам, что особенно актуально, если в доме есть дети. Это преимущество наличия интеллектуального освещения в доме, которое реагирует на появление в жилье людей и на перемещение жильцов между комнатами.

[include id=»1″ title=»Реклама в тексте»]

Системные элементы дистанционного освещения зависимо от датчиков чутко реагируют на любые изменения в окружающем пространстве. Наличие дистанционного пульта позволяет решать, в какой комнате и в какое время будет выключаться и включаться свет. О том, что перегорела лампочка, вы узнаете непосредственно по факту.

Но главное преимущество системы интеллектуального управления освещением – диммерование освещения, что позволяет плавно менять уровень света и экономить электроэнергию. В параметры системного меню можно заблаговременно вносить заданные сценарии, согласно которым будет включаться свет.

Управление внутренним освещением ↑

Интеллектуальное управление внутренним освещением в доме проводится с учетом дня недели и времени суток.

Подобные схемы оснащаются механизмом часов реального времени и подходят идеально людям, которые забывают выключать свет в зале или ванной, отправляясь спать.

Уровень света можно регулировать на основе присутствия в помещении людей, дистанционные выключатели освещения отключают или включают освещение в определенной комнате. Кроме того, подобная функция направлена на существенную экономию электроэнергии.

Схема дистанционного управления освещением в доме

Управление наружным освещением ↑

Интеллектуальные системы управления освещением также позволяют управлять наружным освещением.

К таким системам причисляют элементы вспомогательного и гаражного освещения, а также прожектора, которые регулируются пультами дистанционного управления или светочувствительными датчиками.

Наружное освещение кроме функциональности несет в себе еще и декоративную составляющую: подсветка зеленых зон, клумб, искусственных фонтанов и водоемов. Управление уличным светом с контроллера «умного дома» позволяет забыть о ручном регулировании разных групп освещения.

Сценарии освещения: вариации ↑

Яркость света в интеллектуальной системе освещения можно регулировать зависимо от заданной вами схемы светового фона. Варианты световых сценариев – достаточно разнообразны, они предусматривают условия для любых повседневных ситуаций и событий. Сценарии освещения можно программировать соответственно пожеланиям владельца.

Классические варианты освещения:

  • сценарий «праздник» предполагает дистанционное включение освещения всего дома, уличное освещение контуров дома, изменение цвета и интенсивности ламп;
  • сценарий «вечернее освещение сада» подразумевает освещение по периметру приусадебного участка разного рода светильниками, подсветку фигур и деревьев, маркировку пешеходных дорожек;
  • сценарий «романтический ужин» состоит в организации приглушенного света в комнате или в освещении определенной зоны дома;
  • сценарий «тревога» кроется во включении света по всему дому (вариант «мигание света»);
  • сценарий «домашний кинозал» организовывает приглушенное освещение в гостиной во время просмотра любимых кинофильмов.

Классический сценарий дистанционного освещения в доме: романтический ужин с приглушенным светом приятного спектра

Во время вашего отсутствия можно выбрать сценарий легкой подсветки калитки, ворот и главных элементов дома. Такая подсветка с наступлением темноты будет становиться интенсивнее.

При открытии ворот и калитки будет включаться подсветка калитки, выхода в гараж, дорожек и входных дверей, а при открытии входных дверей – система внутреннего освещения дома. Приближение к декоративным элементам – фонтану, клумбе, беседке, расположенных в саду, включает их подсветку.

Таким образом, «умный» свет способствует значительному комфорту человека во всех жизненных ситуациях.

Электронные дистанционные выключатели ↑

Главное достоинство дистанционных выключателей заключается в том, что при монтаже не требуется проведения дополнительных работ. Даже если в квартире сделан дорогущий евроремонт, то сверление потолков и стен, а также покупка и прокладка дополнительных проводов не понадобится. Не потребуется разрушение того, что создавалось ценой неимоверных душевных и материальных усилий.

Выключатели на инфракрасных лучах ↑

Дистанционные выключатели освещения электронного типа разделяют на две большие группы – радиоуправляемые и инфракрасные.

Какие же достоинства этих устройств и преимущества перед простыми выключателями? Тут следует вспомнить, как в былые времена нужно было подходить к телевизору и вручную переключать каналы.

Пожалуй, первыми устройствами, которые были укомплектованы пультами дистанционного управления, как раз и являлись телевизоры.

Позже появились видеомагнитофоны и DVD-проигрыватели, которые оснащались такими ПДУ. Но в то же время, чтобы включить лишнюю лампу, приходилось идти к выключателю через всю комнату. Такая ситуация побудила некоторые фирмы к созданию розеток, диммеров и выключателей, которые управляются ИК — лучами.

Дистанционные выключатели на инфракрасных лучах предоставляют возможность командовать освещением в пределах прямой видимости

Современный выключатель освещения с дистанционным управлением отличается одним бесспорным преимуществом: при управлении несколькими разными лампочками появляется возможность использовать один выключатель, вместо того, чтобы лихорадочно искать нужный ПДУ для включения каждой лампочки.

Пульт дистанционного управления на инфракрасных лучах позволяет передавать команды исключительно в пределах прямой видимости, таким образом, дальность передачи сигнала небольшая — не более 12 метров. Все определяется мощностью передатчика.

Радиовыключатели дистанционного управления ↑

При всех достоинствах пультов дистанционного управления на инфракрасных лучах им присущ один недостаток — функционирование в зоне прямой видимости. Такого недостатка лишены пульты, которые работают на радиоволнах.

При этом не возникает засорения эфира или радиохулиганства. Подобные пульты интеллектуального освещения позволяют управлять удаленной нагрузкой – то есть осветительными приборами, что расположены в соседней комнате.

Передатчики действуют в диапазоне частот, что отведены для этих целей, — 433 или 868 мегагерц, а их мощность составляет всего лишь 10 милливатт, которой вполне хватает для работы в радиусе 100 метров. Именно такая мощность регламентируется законом, поэтому пульты большей мощности просто не выпускаются.

[include id=»2″ title=»Реклама в тексте»]

Разные естественные препятствия, к примеру, междуэтажные перекрытия или стены, снижают мощность радиосигнала, уменьшая радиус действия устройства. Для компенсации потерь мощности используются ретрансляторы радиосигнала. К слову, подобная аппаратура может использоваться в системе «умный дом» или как самостоятельный аппарат для управления любым электрооборудованием, что установлено в доме.

Радиовыключатель дистанционного управления освещением позволяют управлять освещением, невзирая на препятствия: бетонные, кирпичные стены, существенные расстояния и др.

Дистанционные выключатели состоят, как минимум, из двух частей – исполнительного устройства и пульта управления.

Иногда может возникать необходимость в установке дополнительных устройств – ретрансляторов сигнала, в том случае, если радиосигнал значительно ослабевает, в частности от арматуры в железобетонных конструкциях.

Радиовыключатели выпускают в виде переходников, что просто вставляются в уже присутствующие розетки и управляются при помощи пультов дистанционного управления, которые входят в комплект оборудования. Как бы смешно не звучало, но об устройстве зачастую вспоминают в последнюю очередь.

Таким образом, систему дистанционного управления освещением можно настроить на синхронизацию с изменением реального времени суток.

Достаточно запрограммировать по таймеру количество и интенсивность работы ламп. Система дистанционного освещения будет работать по заданному пользователем сценарию.

К тому же подобное управление яркостью света в доме позволяет значительно экономить затраты электроэнергии.

Источник: http://strmnt.com/dom/tech/smart/distancionnoe-upravlenie-osveshheniem.html

Отличия моделей на инфракрасном и радиоуправлении

Главная / Статьи / Отличия моделей на инфракрасном и радиоуправленииДата публикации: 04.07.2017 21:45

Все большую популярность набирают модели на дистанционном управлении. Такие игрушки можно встретить на полках любого детского магазина – это вертолеты, самолеты, машины и танки.

Яркие и красивые модели магнитом притягивают взгляды и, конечно же, будут желанным подарком для ребенка. Стоит на витрине казалось бы две одинаковые модели одна на радиоуправлении, а другая на инфракрасном управлении (далее ИК-управление). Не все продавцы знают и смогут объяснить нюансы и различия между ними.

Результатом такой халатности, зачастую, становится поломка или потеря всяческого интереса, к  дорогой игрушке. Среди многих технических особенностей, которые стоит учитывать при покупке, в первую очередь стоит обратить внимание на систему управления.

В современных системах дистанционного управления различают два принципиальных типа контроля – это ИК-управление и управление на радиочастотах. 

Отличить тип управления достаточно просто – взгляните на пульт, у пульта с радиоуправлением всегда есть антенна. 

Что такое ИК-управление?

Для начала давайте попробуем разобраться, что это за ИК управление. Инфракрасное управление основано на излучении приемником света в ИК диапазоне. Такое излучение является невидимым и абсолютно безвредным для человека.

С подобными системами мы каждый день сталкиваемся дома и на работе, ведь на данном принципе основаны практически все системы управления бытовыми приборами. По принципу инфракрасного управления работают пульты: телевизоров, кондиционеров, радиоприемников и т.д.

Основной причиной такого массового применения ИК управления является относительная дешевизна и высокая надежность подобных систем.

Модели на ИК-управлении

На сегодняшний день игрушки на ИК-управлении являются самыми распространенными. Такая популярность обусловлена невысокой ценой моделей. Невысокая стоимость аппаратуры управления обуславливает ограниченные технические характеристики.

Основным и зачастую самым неприятным является практически полная неуправляемость техники при прямом солнечном свете. Также ограничивающим фактором является малая дальность управления, всего 10 метров.

Все это делает технику на ИК управлении идеальными домашними игрушками не пригодными для уличной эксплуатации.

Радиоуправляемые модели

Уже из названия класса понятно, что в данном случае, модели управляются при помощи сигналов на радиочастоте. Наиболее распространенными бюджетными моделями являются системы, которые работают в FM диапазоне на частотах: 27,29, 40,49 МГц.

При использовании качественных передатчиков (пультах управления) достигается дистанция уверенного контроля до 150 метров. Такой радиус действия, зачастую, полностью устраивает потребителей.

Помимо приличной дальности, радиоуправляемые модели на этих частотах, имеют широкую степень вариации каналов, что делает возможным использовать на одной частоте несколько единиц техники.

Помимо систем радиоуправления в FM диапазоне, существуют технологии с управлением на 2,4 ГГц, но это тема для следующей статьи!

Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Источник: http://joystick-pro.ru/stati/article_post/otlichiya-modeley-na-infrakrasnom-i-radioupravlenii

Многокомандное дистанционное управление на ИК-лучах

Стандартные системы дистанционного управления применяемые в видеотехнике выполнены на специализированных микросхемах и обеспечивают очень большой набор команд. Но, для управления простыми приборами такого большого числа команд не требуется. В принципе, даже для оперативного управления телевизором достаточно четырех команд — перебор программ в обе стороны и регулировка громкости.

В данной статье рассматривается попытка автора построить четырехкомандную систему ДУ на логических микросхемах «К561» общего применения, и, при том, сделать схему не сложнее, чем на микроконтроллерах или специализированных микросхемах. На сколько эта попытка удачна -судить читателям.

Система кодирования выбрана наиболее простая — числоимпульсная. То есть, — каждой команде присваивается определенное число логических импульсов.

Схема передатчика

Схема передатчика показана на рисунке 1. Генератор заданного числа импульсов собран на микросхеме D1. На элементах D1.2 и D1.3 выполнен мультивибратор, генерирующий импульсы частотой около 10-12 кГц. Управление числом импульсов, выработанных этим мультивибратором происходит путем ограничения времени его работы при нажатии на кнопку подачи команды.

Сделано это предельно просто — при помощи RC-цепи на R1 и переключаемых конденсаторах С2-С5.

Кто-то может сказать, что таким образом задать точное число импульсов не возможно, — и будет прав. Но дело в том, что схема приемника сделана так, что точного задания числа импульсов и не требуется. Для первой команды нужно выработать число импульсов от 2048 до 2303, для второй — от 1024 до 1279, для третьей — от 512 до 767, и для четвертой — от 256 до 511 импульсов.

Таким образом, число вырабатываемых импульсов может «гулять» в очень широких пределах. Это делает отклонение величин таких элементов как конденсаторы и резисторы, а также дребезг контактов, присущий кнопкам управления, не очень ощутимым и практически не влияющим, при правильной наладке, на точность выполнения команд.

Рис. 1. Принципиальная схема передатчика ИК-сигнала.

Читайте также:  Простейший датчик температуры на lm35

Команды выбираются при помощи переключающих кнопок S1-S4. Кнопки должны быть переключающими для того, чтобы после подачи команды и отпускания кнопки происходил разряд конденсатора. Если этого не делать, то, при манипулировании кнопками, будут возникать ошибки от остаточного заряда конденсаторов.

Перед тем как конденсатор включается в состав RC-цепи от обязательно должен быть предварительно разряжен, только в этом случае получаемый временной интервал будет относительно стабильным.

Выходные импульсы поступают на токовый ключ на транзисторах VT1-VT2, на выходе которого включен инфракрасный светодиод HL1.

Питается передатчик от малогабаритной девятивольтовой гальванической батареи (типа — «Крона”).

Схема приемника

Принципиальная схема приемника показана на рис. 2. Транзисторная часть схемы -это усилитель-формирователь импульсов фотоприемника, собранный точно по схеме аналогичного узла отечественных телевизоров серии 3-УСЦТ, 2-УСЦТ.

При желании, можно его сделать по другой известной схеме, например, на микросхеме. Но схема испытывалась именно с таким транзисторным усилителем.

Рис. 2. Принципиальная схема приемника команд на ИК-лучах.

Излучение светодиода воспринимается фотодиодом VD1, преобразуется им в ток, который усиливается и преобразуется в логические импульсы схемой на VT3-VT7.

Схема дешифратора выполнена на двух микросхемах — D2 (К561ИЕ16) и D3 (К561ИР9). Импульсы с коллектора VT7 подаются на счетный вход D2 через цепочку R22-С13, устраняющую помехи. Пока нет команды на коллекторе VT7 имеется напряжение уровня логической единицы.

Диод VD3 закрыт и конденсатор С14 заряжен через R21 до уровня логической единицы, -на вход R D2 подана единица. Счетчик в нулевом положении.

При поступлении первого же импульса по его фронту транзистор VT7 открывается и это приводит к открыванию диода VD3, который разряжает конденсатор С14 и напряжение на R D2 падает до логического нуля. Теперь счетчик будет считать поступающие на его вход С импульсы, поскольку в промежутках между ними (когда на коллекторе VT7 единичный уровень) С14 не успевает зарядиться через R21 до единицы.

После того, как закончится командная посылка импульсы, естественно, на коллекторе VT7 прекращаются. Счетчик D2 останавливается в некотором состоянии. Конденсатор С14 заряжается через R21. В процессе этой зарядки, уровень логической единицы сначала поступает на вход С регистра D3, это переносит данные с параллельных входов регистра в его память.

Такой же код появляется и на его выходах. Затем, конденсатор С14 продолжает заряжаться и в определенный момент напряжение на входе R D2 достигает уровня логической единицы, что приводит к обнулению счетчика. Но код хранится в регистре 03, поэтому на его выходе остается уровень последней полученной команды.

При посылке следующей команды, все выше изложенные процессы повторяются и в регистр переписывается новый код.

Кодов всего четыре — 0001, 0010, 0100 и 1000. Уровни с выхода D3 можно подать на входы МОП-логики управляемой схемы. Или через транзисторные ключи на реле или другие коммутаторы. Все зависит от объекта управления.

Тот факт, что после посылки команды её код остается на выходе устройства до тех пор, пока не будет послана следующая команда может быть как преимуществом, так и минусом. Если нужно чтобы можно было переводить все выходы в нулевое положение, можно дополнить схему передатчика пятой кнопкой.

Эту кнопку нужно включить так же, как имеющиеся четыре, но емкость конденсатора выбрать около 1000 пФ. Будет подаваться команда, при которой передатчик будет формировать небольшое число импульсов, значительно меньше 256-ти.

Ни на одном из используемых выходов счетчика 02 не возникнет единицы при нажатии на пятую кнопку, но цикл приема команды будет завершен и в регистр запишутся только нули. Таким образом получится команда — «сброс всех выходов».

Детали и печатная плата

Рис. 3. Печатные платы ИК-передатчика и ИК-приемника.

Все транзисторы КТ3102 (и КТ3107) используются с буквой «Е», но это не значит, что нельзя применять и другие. Транзистор КТ972 может быть так же с другим буквенным индексом. ИК-светодиод может быть любым от систем дистанционного управления.

Микросхемы — серии К561, К1561, К176 и другие аналоги. Конденсаторы С2 — С5 желательно с минимальным температурным коэффициентом. Кнопки -импортные неизвестной марки, Кнопки могут быть любыми переключающими, но под них нужно менять разводку платы (что не сложно).

Передатчик и приемник собраны на двух малогабаритных печатный платах с односторонней фольгировкой. Разводка дорожек на схемах показана схематично, — размечено только их положение, но не обозначена их толщина и размеры монтажных площадок. На зачищенной заготовке платы, на фольге, дорожки нарисованы перманентным маркером, от руки, но придерживаясь схемы платы.

Травление — в растворе хлорного железа. После травления «маркер» смыт спиртом (или одеколоном).

Налаживание

Прежде всего нужно проверить канал связи. Нужно нажать кнопку любой команды и при этом, если есть оптическая связь между VD1 и HL1, на коллекторе VT7 должны быть импульсы. Если нет осциллографа наличие импульсов можно проверить при помощи пьезоэлектрической «пищалки” типа ЗП-1,ЗП-22 (или импортной от электронных часов), подключив её параллельно R20.

После того, как будет установлено, что канал связи работает, нужно периодически нажимая кнопку S4 подобрать сопротивление R2 таким, при котором будет уверенно включаться первая команда. Для удобства R2 можно временно заменить переменным.

Установите его в такое положение, при котором только начинает неуверенно срабатывать третья команда, а затем, — при котором только начинает неуверенно срабатывать первая команда. Заметьте эти положения переменно резистора, а затем поверните его с среднее между «заметками” положение. После проверьте функционирование других команд.

Немного подстройте переменный резистор (установленный вместо R2) так, чтобы уверенно исполнялись все команды. Если какая-то из команд «не хочет жить в мире» с другими, -подберите емкость её конденсатора.

После того как сопротивление R2 будет окончательно подобрано, — выпаяйте переменный резистор, измерьте его сопротивление и установите постоянный резистор такого сопротивления (или почти такого).

Проверьте еще раз работу устройства. При неправильном выборе сопротивления R2 или емкостей С2-С5 может быть одновременное включение нескольких команд. В этом случае, нужно точнее подобрать R2 или точнее подобрать емкость соответствующего конденсатора.

Плату приемника нужно экранировать или хотя бы, только ту её часть, на которое расположена схема усилителя-формирователя фотоприемника. Можно использовать и готовый фотоприемник от УСЦТ, подключив его выход к точке соединения VD3 и R22.

Лыжин Р. Рк2005, 1.

Источник: http://www.qrz.ru/schemes/contribute/security/mnogokomandnoe_distancionnoe_upravlenie_na_ik_lucah.html

Проект tinyAVR 32. Дистанционное инфракрасное управление без батарей

Дистанционное управление на инфракрасных лучах стало неотъемлемым элементом современного электронного оборудования. Подобный пульт управления прилагается почти к любым бытовым электронным устройствам: телевизорам, ау- диопроигрыватедям, кондиционерам и т. п.

Большинство существующих пультов дистанционного управления питается от одной или двух батареек 1,5 В (размера АА или ААА). В таком устройстве смонтирован инфракрасный светодиод, который передает коды команд, соответствующие нажатой кнопке. Каждая кнопка имеет свой уникальный код команды.

Инфракрасное излучение (невидимое для человеческого глаза, но регистрируемое фотодетектором) модулируется несущей частотой от 35 до 40 кГц, и этот сигнал используется для передачи кодов команд.

На рис. 7.11 показан сигнал SIRCS, передаваемый пультом дистанционного управления телевизором.

С инфракрасными устройствами есть одна серьезная проблема: здесь нет общих стандартов и каждый производитель создает свой собственный формат команд, частоту модуляции и т. д. Мы насчитали девять систем дистанционного управления: Daewoo, Samsung, Japan, Motorola, SIRCS (Sony), RC5 (Philips), Denon, NEC и RECS80 (Thomson).

По мере расширения функций аппаратуры все более сложным становится и дистанционное управление ею. Теперь на пульте может быть более 50 кнопок. Однако наиболее интенсивно используется только часть этих кнопок. Возьмем к примеру дистанционное управление телевизором.

Чаще всего на нем нажимают кнопки выключения/включения, выключения звука, переключения на следующий/предыдущий канал, повышения/понижения громкости.

Рис. 7.11. Осциллограмма сигнала от пульта дистанционного управления телевизором

Для блоков дистанционного управления выпускаются специальные микросхемы. Если вы откроете любое устройство дистанционного управления, то вы обнаружите всего одну микросхему, к которой подключены кнопки и инфракрасный светодиод.

В этом проекте мы решили реализовать упрощенное дистанционное управление (без батареек) для телевизора, снабженное только шестью кнопками, причем пользователь может выбрать формат команд (NEC, SIRCS, RC5 или Samsung).

Спецификация проекта

Цель проекта — создать дистанционное управление с шестью кнопками (без батареек) для телевизора. На рис. 7.12 приведена блок-схема этого устройства.

Рис. 7.12. Блок-схема пульта дистанционного управления (без батареек)

В устройстве использован восьмиконтактный микроконтроллер. Питание подается от генератора Фарадея. Шесть кнопок подключены в виде матрицы Зх 2 с пятью выводами. У микроконтроллера семейства tinyAVR разработчику доступно до шести контактов ввода/вывода. В описываемом устройстве заняты все шесть контактов: пять контактов — для кнопок и еще один — для инфракрасного светодиода.

Описание устройства

Принципиальная схема нашего дистанционного управления изображена на рис. 7.13. Схема питается от генератора Фарадея, подключенного через разъем SL1.

Диоды D1-D4 выпрямляют переменное напряжение; постоянное напряжение фильтруется и запасается в конденсаторах С1 и СЗ. Стабилизатор LP2950-3.3V выдает напряжение 3,3 В на микроконтроллер Tiny45.

Для подачи команд управления предусмотрено шесть кнопок, которые подключены к микроконтроллеру через контакты РВ0-РВ4. Кнопка РВ5 предназначена для управления инфракрасным светодиодом.

Рис. 7.13. Принципиальная схема пульта дистанционного управления (без батареек)

Микроконтроллер опрашивает кнопки и при обнаружении нажатия передает код соответствующей кнопки. Формат дистанционного управления (REC, NEC, Samsung или SIRCS) программируется в микроконтроллере.

Несмотря на то, что все форматы отличаются, они все-таки имеют кое-что общее. Передача кода кнопки начинается со стартового бита, за которым следуют несколько адресных битов, а затем — несколько битов кода команды (т. е.

собственно код нажатой кнопки).

Адрес обозначает устройство (телевизор, аудиопроигрыватель, проигрыватель DVD и т. д.). В некоторых форматах за стартовым битом может следовать код команды, а уже за ним — биты адреса. Кодирование и длительность битов в разных форматах также отличаются. Эти подробности приведены в файлах исходных кодов данного проекта.

Конструкция

Рис. 7.14. Печатная плата пульта дистанционного управления

Рис. 7.15. Пульт дистанционного управления в корпусе

Рис. 7.16. Пульт дистанционного управления (крышка открыта)

Схема собрана на специально изготовленной печатной плате и заключена в небольшой корпус. Генератор Фарадея сделан под размер корпуса. На рис. 7.14-7.16 показана плата устройства, пульт в корпусе и со снятой крышкой.

Программирование

Откомпилированный код проекта (вместе с файлом MAKEFILE) можно скачать по ссылке: www.avrgenius.com/tinyavrl.

В главной программе выполняется цикл ожидания нажатия кнопки. До нажатия кнопки микроконтроллер находится в режиме ожидания (для экономии энергии). Нажатие кнопки вызывает прерывание по изменению состояния контакта, которое пробуждает микроконтроллер (листинг 7.1).

Микроконтроллер сканирует кнопки и идентифицирует нажатую кнопку. Далее выполняется процедура передачи кода кнопки в соответствии с выбранным протоколом (форматом команды).

После этого микроконтроллер снова переходит в состояние ожидания (до момента нажатия следующей кнопки).

Листинг 7.1

ISR(PCINTO_vect)

//Процедура обработки прерывания по изменению состояния контакта {

MCUCR &= ~((1«SE)  |      (1«SM1) ) ;

//Отключить режим ожидания PCMSK &= ~ ( (1«PCINT4)  |      (1«PCINT3)   |      (1«PCINT2) ) ;

//Прерывание по изменению состояния контакта отключено на всех контактах New_Key_Pressed = 1;

}

Рис. 7.17. Пример кодирования по протоколам RC5 и NEC

Код кнопки модулирует несущую частоту. Несущая частота зависит от выбранного протокола (рис. 7.17).

Микроконтроллер, работающий на тактовой частоте 1 МГц, генерирует несущую частоту с помощью внутреннего 8-разрядного таймера (листинг 7.2). Несущая частота формируется переключением выходного разряда.

Поэтому для получения несущей с частотой 36 кГц, частота прерываний должна быть равна 72 кГц.

ISR (TIMERO_COMPA_vec t)

//Обработчик прерывания по совпадению при сравнении

Читайте также:  Домашний кварцеватель

{

PORTB Л= (1«IR_LED);

//Переключение бита для генерирования ШИМ

}

Инициализация таймера для протокола RC5 приведена в листинге 7.3.

{

TCCROA I = (1«WGM01) ;

//Включить прерывание по совпадению при сравнении TCCROB |= (1«CS00) ;

//Тактовая частота 8 МГц(предварительный делитель = 1) , режим СТС OCROA = 14;

//Прерывание с частотой примерно 72 кГц TIMSK |= (1«ОС1ЕОА) ;

//Активизировать прерывание СТС sei();

}

Для передачи любого кода кнопки необходимо выключать и включать инфракрасный светодиод с частотой несущей, модулированной битами кода.

Листинг 7.4 иллюстрирует формирование реальных битов по протоколу RC5.

void transmit_RC5 (void)

{

while(Tx == 1)

{

i f(Tx_bit_RC5[i] == 0)

{

DDRB |= (1«IR_LED);

//Включить несущую _delay_us(RC5_ON_PERIOD_ZERO);

DDRB &= ~(1«IR_LED);

//Выключить несущую _delay_us(RC5_OFF_PERIOD_ZERO);

}

if(Tx_bit_RC5[i] == 1)

{

DDRB &= ~(1«IR_LED);

// Выключить несущую

_delay_us(RC5_OFF_PERIOD_ONE);

DDRB |= (1«IR_LED);

// Включить несущую _delay_us(RC5_0N_PERX0D_0NE);

}

i++;

if (i == 14)

{

i=0;

Tx = 0;

}

}

PCMSK |= ( (1«PCINT4) | (1«PCINT3) | (1«PCINT2) ) ;

}

Работа устройства

Пользоваться пультом дистанционного управления очень просто. Потрясите его несколько раз и нажмите нужную кнопку!

Источник: Гадре, Д., Занимательные проекты на базе микроконтроллеров tinyAVR / Дхананья Гадре, Нигул Мэлхотра: Пер. с англ. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 352 с.: ил. — (Электроника)

Источник: http://nauchebe.net/2014/12/proekt-tinyavr-32-distancionnoe-infrakrasnoe-upravlenie-bez-batarej/

Принцип работы ИК пульта управления

Большая часть современной бытовой электронной аппаратуры имеет пульт дистанционного управления, использующий инфракрасное (ИК) излучение в качестве способа передачи информации. ИК канал передачи данных используется в некоторых устройствах системы «умный дом», которую мы производим.

Принцип ИК передачи информации

Инфракрасное, или тепловое излучение — это электромагнитное излучение, которое испускает любое нагретое до определенной температуры тело. ИК диапазон лежит в ближайшей к видимому свету области спектра, в его длинноволновой части и занимает область приблизительно от 750 нм до 1000 мкм.

Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, около половины излучения Солнца. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении отличаются от их свойств в видимом свете.

Например, некоторые стекла непрозрачны для инфракрасных лучей, а парафин, в отличие от видимого света, прозрачен для ИК излучения и используется для изготовления ИК линз.  Для его регистрации используют тепловые и фотоэлектрические приемники и специальные фотоматериалы.

Источником ИК лучей, кроме нагретых тел, наиболее часто используются твердотельные излучатели — инфракрасные светодиоды, ИК лазеры, для регистрации применяются фотодиоды, форотезисторы или болометры. Некоторые особенности инфракрасного излучения делают его удобным для применения в устройствах передачи данных:

  • ИК твердотельные излучатели (ИК светодиоды) компактны, практически безинерционны, экономичны и недороги.
  • ИК приемники малогабаритны и также недороги
  • ИК лучи не отвлекают внимание человека в силу своей невидимости
  • Несмотря на распространенность ИК лучей и высокий уровень «фона», источников импульсных помех в ИК области мало
  • ИК излучение низкой мощности не сказывается на здоровье человека
  • ИК лучи хорошо отражаются от большинства материалов (стен, мебели)
  • ИК излучение не проникает сквозь стены и не мешает работе других аналогичных устройств

Все это позволяет с успехом использовать ИК способ передачи информации во многих устройствах. ИК передатчики и приемники находят применение в бытовой и промышленной электронике, компьютерной технике, охранных системах, системах передачи данных на большие расстояния по оптоволокну. Рассмотрим более подробно работу систем (пультов) управления бытовой электроники.

Пульт ИК управления при нажатии кнопки излучает кодированную посылку, а приемник, установленный в управляемом устройстве, принимает её и выполняет требуемые действия. Для того, чтобы передать логическую последовательность, пульт формирует импульсный пакет ИК лучей, информация в котором модулируется или кодируется длительностью или фазой составляющих пакет импульсов.

В первых устройствах управления использовались последовательности коротких импульсов, каждый из которых представлял собою часть полезной информации. Однако в дальнейшем, стали использовать метод модулирования постоянной частоты логической последовательностью, в результате чего в пространство излучаются не одиночные импульсы, а пакеты импульсов определенной частоты.

Данные уже передаются закодированными длительностью и положением этих частотных пакетов. ИК приемник принимает такую последовательность и выполняет демодулирование с получением огибающей. Такой метод передачи и приема отличается высокой помехозащищенностью, поскольку приемник, настроенный на частоту передатчика, уже не реагирует на помехи с другой частотой.

Сегодня для приема ИК сигнала обычно применяется специальная микросхема, объединяющая фотоприемник, усилитель с полосовым фильтром, настроенным на определенную несущую частоту, усилитель с АРУ и детектор для получения огибающей сигнала.

Кроме электрического фильтра, такая микросхема имеет в своем составе оптический фильтр, настроенный на частоту принимаемого ИК излучения, что позволяет в максимальной степени использовать преимущество светодиодного излучателя, спектр излучения которого имеет небольшую ширину.

В результате таких технических решений, стало возможным принимать маломощный полезный сигнал на фоне ИК излучения других источников, бытовых приборов, радиаторов отопления и т.д. Работа современных устройств ИК управления достаточно надежна, а дальность составляет от нескольких метров до 40 и более метров, в зависимости от варианта реализации и уровня помех.

Передатчик ИК сигнала

Передатчик ИК сигнала, ИК пульт, чаще всего имеет питание от батарейки или аккумулятора. Следовательно его потребление должно быть максимально низким. С другой стороны, излучаемый сигнал должен быть значительной мощности для обеспечения большой дальности передачи.

Такие противоположные по энергетическим затратам задачи успешно решаются способом передачи коротких импульсных кодированных пакетов. В промежутках между передачами пульт практически не потребляет энергии.

Задача контроллера пульта — опрос кнопок клавиатуры, кодирование информации, модулирование опорной частоты и выдача сигнала на излучатель.

Для изготовления пультов выпускаются различные специализированные микросхемы, однако для этих целей могут быть использованы и современные микроконтроллеры общего применения типа AVR или PIC. Основное требование к таким микроконтроллерам — это наличие режима сна с чрезвычайно низким потреблением и способность чувствовать нажатия кнопок в этом состоянии.

Излучатель ИК сигнала испускает инфракрасные лучи под действием тока возбуждения. Ток на излучатель обычно превышает возможности микроконтроллера, поэтому для формирования необходимого тока устанавливается простейший светодиодный драйвер на одном транзисторе.

Для снижения потерь, при выборе транзистора необходимо обратить внимание на его коэффициент усиления тока — β или h21. Чем выше этот коэффициент, тем выше эффективность устройства.

Современные передатчики используют полевые или CMOS транзистоы, эффективность которых на используемых частотах можно считать предельной.

Приведенная схема не лишена недостатков, в частности при снижении уровня заряда батареи, мощность излучения будет падать, что приведет к снижению дальности. Для снижения зависимости от напряжения питания, можно использовать простейший стабилизатор тока.

Большинство передатчиков работают на частоте 30 — 50 кГц. Такой диапазон частот был выбран исторически при создании первых подобных устройств. Была выбрана область с наименьшим уровнем помех.

Кроме того, принимались в расчет ограничения на элементную базу.

В дальнейшем, по мере стандартизации и распространения аппаратуры с таким способом управления, переход на другие частоты стал нецелесообразным.

В целях увеличения импульсной мощности передатчика, а соответственно и его дальности, сигнал основной частоты отличается от меандра и имеет скважность 3 — 6. Таким образом повышается импульсная мощность с сохранением или даже уменьшением средней мощности. Импульсный ток светодиода выбирается исходя из его паспортных значений и может достигать одного и более Ампер.

Импульсный ток в большинстве пультов ИК не превышает 100 мА. При этом, поскольку и опорная частота имеет малый коэффициент заполнения и длительность кодированной посылки не превышает 20-30 мс, средний ток при нажатой кнопке не превышает одного миллиампера. Повышение импульсного тока светодиода сопряжено с снижением эффективности и уменьшением срока службы.

Современные инфракрасные светодиоды имеют эффективность 100-200 мВт излучаемой энергии при токе 50 мА. Допустимый средний ток не должен превышать 10-20 мА. Питание светодиода должно иметь RC фильтр, который снижает воздействие импульсной помехи на питание микроконтроллера.

Спектр применяемых светодиодов для ИК пультов большинства бытовой аппаратуры имеет максимум в области 940 нм.

Длительность единичного пакета опорной частоты для уверенного приема составляет не менее 12-15 и не более 200 периодов. При передаче кодированной посылки, передатчик формирует в начале преамбулу, которая представляет собой один или несколько пакетов опорной частоты и позволяет приемнику установить необходимый уровень усиления и фона.

Данные в кодированной посылке передаются в виде нулей и единиц, которые определяются длительностью или фазой (расстоянием между соседними пакетами). Общая длительность кодировнной посылки чаще всего составляет от нескольких бит до нескольких десятков байт. Порядок следования, признак начала и количество данных определяется форматом посылки.

Приемник ИК сигнала

Приемник ИК сигнала как правило имеет в своем составе собственно приемник ИК излучения и микроконтроллер. Микроконтроллер раскодирует принимаемый сигнал и выполняет требуемые действия.

Поскольку приемник в большинстве случаев устанавливается в аппаратуре с сетевым питанием, его потребление не существенно.

Микроконтроллер чаще всего выполняет и другие сервисные функции в устройстве и является его центральным логическим устройством.

Приемник ИК излучения чаще всего выполняется в виде отдельного интегрального модуля, который располагается за передней панелью управляемой аппаратуры. В передней панели имеется прозрачное для ИК лучей окошко.

Как правило, такая микросхема имеет три вывода – питание, общий и выход сигнала. Производители электронных компонентов предлагают приемники ИК сигналов различного типа и исполнения. Однако, принцип их работы схож.

Внутри такая микросхема имеет:

  • фотоприемник — фотодиод
  • интегрирующий усилитель, выделяющий полезный сигнал на уровне фона
  • ограничитель, приводящий сигнал к логическому уровню
  • полосовой фильтр, настороенный на частоту передатчика
  • демодулятор — детектор, выделяющий огибающую полезного сигнала.

Корпус такого приемника выполняется из материала, выполняющего роль дополнительного фильтра, пропускающего ИК лучи определенной длины волны. Современные интегральные приемники позволяют принимать полезный сигнал на уровне фона, превышающего его в несколько десятков раз и при этом чувствовать посылки частоты, имеющие всего от 4 — 5 периодов.

Питание приемника излучения должно быть выполнено с RC фильтром для увеличения чувствительности. Микроконтроллер производит помеху широкого спектра на линиях питания, что может повлиять на работу приемника.

Форматы ИК передачи данных

Различные производители бытовой аппаратуры применяют в своих изделиях различные пульты ИК управления. Поскольку пульт должен общаться только с конкретным устройством, он формирует последовательность данных, уникальную для своего типа оборудования.

Передаваемые данные содержат кроме собственно команды управления адрес устройства, проверочные данные и другую сервисную информацию. Более того, различные производители используют различные способы формирования последовательности данных и различные способы передачи логических состояний.

Наиболее распространенные способы кодирования битов информации — это изменение длительности паузы между пакетами (метод интервалов) и кодирование сочетанием состояний (бифазный метод). Однако, встречаются способы кодирования бит информации длительностью, сочетанием длительности и паузы и т.д.

Наиболее распространенные форматы передачи:

  • RC5 протокол компании Philips
  • NEC протокол одноименной компании

Форматы RC-5 и NEC используются многими производителями электроники. Некоторые производители разработали свой стандарт, но в основном используют его сами. Менее распространенные форматы пультов управления:

В отличие от пультов управления бытовой электроникой, которые передают только одну команду, соответствующую нажатой кнопке, пульты управления кондиционерами передают при каждом нажатии всю информацию о параметрах, выбранных пользователем на экране пульта, такие как температура, режим охлаждения, нагрева или вентиляции, мощность вентилятора и другие. В результате, посылка становится достаточно длительной. Например, пульт бытового кондиционера Daikin FTXG передает единовременно 35 байт информации, скомпонованной в трех последовательных посылках. Форматы пакетов ИК передачи кондиционеров:

  • Daikin
  • Mitsubishi
  • Samsung

Инфракрасные передатчики служат для синхронизации активных 3D очков затворного типа с телевизором.

  • Формат передачи канала синхронизации 3D телевизора

Двунаправленная передача информации используется в некоторых мобильных устройствах: ноутбуках, телефонах, смартфонах, плеерах и т.д. Передача информации по протоколу IrDA основана на форматах асинхронной передачи данных, реализованных в COM портах компьютера.

  • IrDA формат передачи данных

Передача информации на большие расстояния не обходится сегодня без ИК излучения. Опто-волоконные линии связи используют ИК излучение ближней и средней области спектра (некоторые и видимого) для передачи данных.

Часть информации о протоколах приведена в переводе с сайта sbprojects.com, другая часть — собственные исследования и анализ разрозненных данных из всемирной паутины.

Источник: http://led-displays.ru/ir_remote_theory.html

Ссылка на основную публикацию