Marrësit e integruar të rrezatimit infra të kuqe përdoren gjerësisht në pajisjet elektronike shtëpiake. Në një mënyrë tjetër ato quhen edhe module IR.
Ato mund të gjenden në çdo pajisje elektronike që mund të kontrollohet duke përdorur një telekomandë.
Këtu, për shembull, është një marrës IR në një bord qark TV.
Pavarësisht nga thjeshtësia e dukshme e këtij komponenti elektronik, ai është një qark i integruar i specializuar i krijuar për të marrë një sinjal infra të kuqe nga telekomanda. Si rregull, një marrës IR ka të paktën 3 kunja. Një pin është i zakonshëm dhe është i lidhur me minus «-» ushqim ( GND), tjetra shërben si pozitive «+» prodhimi ( Vs), dhe e treta është dalja e sinjalit të marrë ( Jashtë).
Ndryshe nga një fotodiodë konvencionale infra të kuqe, një marrës IR mund të marrë dhe përpunojë një sinjal infra të kuqe, i cili është një impuls IR me një frekuencë fikse dhe një kohëzgjatje të caktuar - një shpërthim pulsesh. Kjo zgjidhje teknologjike eliminon aktivizimet e rastësishme që mund të shkaktohen nga rrezatimi i sfondit dhe ndërhyrja nga pajisjet e tjera që emetojnë në rrezen infra të kuqe.
Për shembull, llambat fluoreshente me çakëll elektronik mund të shkaktojnë ndërhyrje të forta në marrësin e sinjalit IR. Është e qartë se përdorimi i një marrësi IR në vend të një fotodiode konvencionale IR nuk do të funksionojë, sepse moduli IR është një mikroqark i specializuar i përshtatur për nevoja specifike.
Për të kuptuar parimin e funksionimit të modulit IR, le të shohim strukturën e tij më në detaje duke përdorur një diagram bllok.
Çipi i marrësit IR përfshin:
Fotodiodë PIN
Përforcues i rregullueshëm
Filtri i brezit
Detektor i amplitudës
Filtri integrues
Pajisja e pragut
Fotodiodë PINështë një lloj fotodiode në të cilën ndërmjet regjioneve n Dhe fq ka një rajon të gjysmëpërçuesit të vet ( i-zona ). Rajoni i brendshëm gjysmëpërçues është në thelb një shtresë gjysmëpërçuesi i pastër pa papastërti të futura në të. Është kjo shtresë që i jep diodës PIN vetitë e saj të veçanta. Nga rruga, diodat PIN (jo fotodioda) përdoren në mënyrë aktive në elektronikën me mikrovalë. Hidhini një sy celularit tuaj, ai përdor gjithashtu një diodë PIN.
Por, le të kthehemi te fotodioda PIN. Në gjendje normale, asnjë rrymë nuk rrjedh nëpër fotodiodën PIN, pasi ajo është e lidhur me qarkun në drejtim të kundërt (në të ashtuquajturin paragjykim të kundërt). Meqenëse nën ndikimin e rrezatimit të jashtëm infra të kuqe në i-zona lindin çifte elektron-vrima, dhe si rezultat, rryma fillon të rrjedhë nëpër diodë. Kjo rrymë më pas shndërrohet në tension dhe furnizohet përforcues i rregullueshëm.
Më pas, sinjali nga përforcuesi i rregullueshëm shkon në filtri i kalimit të brezit. Ai shërben si mbrojtje kundër ndërhyrjeve. Filtri i brezit është akorduar në një frekuencë specifike. Kështu, marrësit IR përdorin kryesisht filtra brezpass të akorduar në një frekuencë prej 30; 33; 36; 36,7; 38; 40; 56 dhe 455 kiloherc. Në mënyrë që sinjali i emetuar nga telekomanda të merret nga marrësi IR, ai duhet të modulohet në të njëjtën frekuencë në të cilën është vendosur filtri i brezit të marrësit IR. Kështu duket, për shembull, një sinjal i moduluar nga një diodë që lëshon infra të kuqe (shih figurën).
Dhe kjo është se si duket sinjali në daljen e marrësit IR.
Vlen të përmendet se selektiviteti i filtrit të brezit është i ulët. Prandaj, një modul IR me një filtër 30 kilohertz mund të marrë lehtësisht një sinjal me një frekuencë prej 36.7 kilohertz ose më shumë. Vërtetë, në të njëjtën kohë, distanca e pritjes së besueshme zvogëlohet ndjeshëm.
Pasi sinjali të ketë kaluar nëpër filtrin e brezit, ai dërgohet në detektor amplitudë Dhe filtër integrues. Nevojitet një filtër integrues për të shtypur shpërthimet e shkurtra të sinjalit të vetëm që mund të shkaktohen nga ndërhyrja. Më pas, sinjali shkon te pajisja e pragut, dhe më pas tranzistor dalës.
Për funksionimin e qëndrueshëm të marrësit, fitimi i amplifikatorit të rregullueshëm kontrollohet nga një sistem automatik i kontrollit të fitimit ( AGC). Meqenëse sinjali i dobishëm është një paketë pulsesh me një kohëzgjatje të caktuar, për shkak të inercisë së AGC, sinjali ka kohë të kalojë nëpër rrugën e amplifikimit dhe nyjet e mbetura të qarkut.
Në rastin kur kohëzgjatja e një shpërthimi pulsesh është e tepërt, sistemi AGC aktivizohet dhe marrësi ndalon marrjen e sinjalit. Kjo situatë mund të lindë kur marrësi IR ndriçohet nga një llambë fluoreshente me një çakëll elektronik që funksionon në frekuencat 30 - 50 kilohertz. Në këtë rast, rrezatimi infra i kuq i moduluar i avullit të merkurit të llambës mund të kalojë përmes filtrit mbrojtës të brezit të fotodetektorit dhe të shkaktojë AGC. Natyrisht, ndjeshmëria e marrësit IR zvogëlohet.
Prandaj, nuk duhet të habiteni kur fotomarrësi i televizorit nuk pranon mirë komanda nga telekomanda. Ndoshta ai thjesht shqetësohet nga ndriçimi i llambave fluoreshente.
Rregullimi automatik i pragut ( ARP) kryen një funksion të ngjashëm si AGC, duke kontrolluar pragun e pajisjes së pragut. ARP vendos nivelin e pragut të përgjigjes në mënyrë të tillë që të zvogëlojë numrin e pulseve false në daljen e modulit. Në mungesë të një sinjali të dobishëm, numri i pulseve të rreme mund të arrijë 15 në minutë.
Forma e trupit të modulit IR ndihmon në fokusimin e rrezatimit të marrë në sipërfaqen e ndjeshme të fotodiodës. Materiali i strehës transmeton rrezatim me një gjatësi vale nga 830 në 1100 nm. Kështu, pajisja zbaton një filtër optik. Për të mbrojtur elementët e marrësit nga fushat e jashtme elektrike, një mburojë elektrostatike është instaluar në modul. Fotografia tregon modulet IR të markës HS0038A2 Dhe TSOP2236. Për krahasim, fotodiodat konvencionale IR tregohen afër. KDF-111V Dhe FD-265.
marrës IR
Si të kontrolloni nëse marrësi IR po funksionon siç duhet?
Meqenëse marrësi i sinjalit IR është një mikroqark i specializuar, për të kontrolluar me besueshmëri shërbimin e tij, është e nevojshme të aplikoni tensionin e furnizimit në mikroqark. Për shembull, voltazhi nominal i furnizimit për modulet IR "të tensionit të lartë" të serisë TSOP22 është 5 volt. Konsumi aktual është disa miliamps (0,4 - 1,5 mA). Kur lidhni energjinë me modulin, ia vlen të merrni parasysh pikën.
Në një gjendje kur marrësi nuk i jepet sinjal, si dhe në pauza midis shpërthimeve të pulseve, voltazhi në daljen e tij (pa ngarkesë) është pothuajse i barabartë me tensionin e furnizimit. Tensioni i daljes midis kunjës së tokëzimit (GND) dhe kunjës së daljes së sinjalit mund të matet duke përdorur një multimetër dixhital. Ju gjithashtu mund të matni rrymën e konsumuar nga moduli. Nëse konsumi aktual tejkalon atë tipik, atëherë moduli ka shumë të ngjarë të jetë i gabuar.
Lexoni se si të kontrolloni shërbimin e marrësit IR duke përdorur një furnizim me energji elektrike, multimetër dhe telekomandë.
Siç mund ta shihni, marrësit e sinjalit IR të përdorur në sistemet e telekomandës infra të kuqe kanë një dizajn mjaft të sofistikuar. Këta fotodetektorë përdoren shpesh nga entuziastët e teknologjisë së mikrokontrolluesve në pajisjet e tyre shtëpiake.
Një modul marrës me një kanal me një stafetë, që do të aktivizohet nga çdo telekomandë standarde infra të kuqe, siguron kontroll në distancë të çdo ngarkese nëpërmjet një kanali IR të padukshëm. Projekti bazohet në mikrokontrollues PIC12F683 dhe TSOP1738 përdoret si marrës infra të kuqe. Mikrokontrolluesi dekodon të dhënat e dizajnit serial RC5 që vijnë nga TSOP1738 dhe siguron kontrollin e daljes nëse të dhënat janë të vlefshme. Dalja mund të vendoset në gjendje të ndryshme të dëshiruara duke përdorur një kërcyes në tabelë (J1). Ka 3 LED në tabelën e qarkut të printuar: treguesi i fuqisë, prania e transmetimit dhe aktivizimi i stafetës. Ky qark funksionon me çdo telekomandë RC5 për televizor, qendër, etj.
Karakteristikat e qarkut
- Furnizimi me energji i marrësit 7-12V DC
- Konsumi aktual i marrësit deri në 30 mA
- Gama deri në 10 metra
- Protokolli i sinjalit RC5
- Përmasat e dërrasës 60 x 30 mm
Edhe pse kohët e fundit është bërë modë përdorimi i një kanali radio, përfshirë Bluetooth-in, nuk është aspak e lehtë të bësh vetë pajisje të tilla. Për më tepër, valët e radios i nënshtrohen ndërhyrjeve dhe është e lehtë t'i përgjosh ato. Prandaj, sinjali IR do të jetë i preferueshëm në disa raste. Firmware, vizatimet e bordit të qarkut të printuar dhe përshkrimi i plotë në anglisht -
Ndër pajisjet e krijuara për kontroll dhe monitorim në distancë, pajisjet që përdorin rrezatim infra të kuqe (IR) kanë një vend të gjatë dhe të nderuar.
Për shembull, telekomanda e parë infra të kuqe u shfaq në vitin 1974 falë Grundig dhe Magnavox, të cilët lëshuan televizorin e parë të pajisur me kontrolle të tilla. Sensorët që përdorin rrezatim infra të kuqe përdoren gjerësisht në automatizim.
Avantazhi kryesor i pajisjeve të kontrollit IR është ndjeshmëria e tyre e ulët ndaj ndërhyrjeve elektromagnetike dhe fakti që vetë këto pajisje nuk ndërhyjnë me pajisjet e tjera elektronike. Si rregull, telekomanda IR kufizohet në ambiente banimi ose industriale, dhe emetuesi dhe marrësi i rrezatimit IR duhet të jenë në vijën e drejtpërdrejtë të shikimit dhe të drejtuar drejt njëri-tjetrit.
Këto veti përcaktojnë fushën kryesore të aplikimit të pajisjeve në fjalë - telekomandimi i pajisjeve shtëpiake dhe pajisjeve të automatizimit në distanca të shkurtra, si dhe aty ku kërkohet zbulimi pa kontakt i kryqëzimit të linjës së përhapjes lineare të rrezatimit.
Edhe në agimin e paraqitjes së tyre, pajisjet që përdorin rreze IR ishin shumë të thjeshta për t'u zhvilluar dhe përdorur, por në ditët e sotme, me përdorimin e një baze moderne elektronike, pajisje të tilla janë bërë edhe më të thjeshta dhe më të besueshme. Siç mund ta shihni lehtësisht, edhe telefonat celularë dhe telefonat inteligjentë janë të pajisur me një portë infra të kuqe për komunikimin dhe kontrollin e pajisjeve shtëpiake nëpërmjet kanalit infra të kuqe, pavarësisht përdorimit të gjerë të teknologjive wireless si Bluetooth dhe Wi-Fi.
Master Kit ofron disa module infra të kuqe të krijuara për t'u përdorur në projektet DIY.
Le të shqyrtojmë tre pajisje me shkallë të ndryshme kompleksiteti dhe qëllimi. Për lehtësi, karakteristikat kryesore të të gjitha pajisjeve përmblidhen në një tabelë të vendosur në fund të rishikimit.
- Barriera infra të kuqe është menduar për përdorim si sensor për sistemet e sigurisë, gjatë garave sportive si përfundim fotografik, si dhe për kontrollin në distancë të pajisjeve të automatizimit në një distancë deri në 50 metra.
Pajisja përbëhet nga dy module - një transmetues dhe një marrës. Transmetuesi është montuar në një kohëmatës të dyfishtë të integruar NE556 dhe gjeneron impulse drejtkëndëshe me një frekuencë mbushjeje prej 36 kHz. Kohëmatësi ka një dalje rryme mjaft të fuqishme për të kontrolluar drejtpërdrejt LED-të infra të kuqe të lidhura me të.
Një analog i vetëm i NE556 është kohëmatësi i famshëm i integruar NE555, i cili i ka shërbyer me besnikëri një armate të tërë radio amatorësh për zhvillimin e pajisjeve elektronike për shumë dekada. Mund ta studioni kohëmatësin duke përdorur shembuj të 20 qarqeve elektronike të zhvilluara në bazë të këtij kohëmatësi duke përdorur kompletin e projektimit "Classics of Circuit Design" nga seria e tyre ABC e një Inxhinieri Elektronikë. Kur montoni qarqet, nuk keni nevojë as për një hekur saldimi; të gjitha janë mbledhur në një dërrasë buke pa saldim.
Sinjali i emetuar merret nga një marrës, baza e të cilit është një mikroqark i specializuar, zbulohet nga një detektor i pikut dhe shkon në një përforcues të rrymës në një transistor, me të cilin është lidhur një rele, i cili lejon rrymën e kalimit deri në 10A.
Pengesa infra të kuqe, megjithë thjeshtësinë e saj, është një pajisje mjaft e ndjeshme dhe ju lejon të punoni me "transmetim" dhe "reflektim" dhe kërkon prodhimin e kapuçëve për transmetuesin dhe marrësin, duke eliminuar ndikimin e sinjaleve të reflektuara.
Mund të shihet një shembull i përdorimit të një pengese infra të kuqe në lidhje me grupin "Digital Laboratory" nga ABC e përmendur tashmë e një serie Electronics Engineer.
- - Ky është një çelës drite i kontrolluar nga çdo telekomandë infra të kuqe.
Moduli ju lejon të kontrolloni ndriçimin ose pajisje të tjera elektrike duke përdorur çdo buton në telekomandë.
Në mënyrë tipike, çdo telekomandë ka butona që përdoren rrallë ose nuk përdoren fare. Duke përdorur këtë çelës, mund të ndizni dhe fikni një llambadar, ventilator, etj. nga e njëjta telekomandë me të cilën kontrolloni televizorin ose sistemin tuaj stereo.
Kur futet energjia, moduli "prit" për 10 sekonda për të marrë një sinjal që korrespondon me butonin e zgjedhur në telekomandë dhe pas kësaj kohe "kujton" butonin e shtypur. Pas kësaj, për të aktivizuar stafetën e modulit, mjafton të shtypni një herë këtë buton; kur të shtypet përsëri, stafeta do të fiket. Kështu, zbatohet një mënyrë kontrolli e tipit "shkallëzues". Moduli mbetet i programuar edhe nëse i është fikur energjia.
Duhet të theksohet se moduli "kujton" gjendjen e tij të fundit kur fiket energjia.
Pajisja ka një modalitet të fikjes automatike të ngarkesës afërsisht 12 orë pasi është ndezur në rast se keni harruar të fikni ngarkesën.
Releja e modulit mund të kalojë fuqinë deri në 1500 W.
- Kompleti i kontrollit me valë IR ka telekomandën e vet me 4 butona dhe 4 kanale kontrolli prej 2000 W secili.
Secili nga 4 kanalet e telekomandës funksionon në modalitetin "buton", d.m.th. Releja e kanalit mbyllet ndërsa shtypet butoni përkatës në telekomandë.
Duke përdorur modulin, është e mundur të organizohet kontrolli i kthyeshëm i dy motorëve elektrikë të krehur, pasi çdo stafetë ka një kontakt normalisht të mbyllur (NC) dhe një normalisht të hapur (NO) me një tel të përbashkët.
Për lehtësinë e përdorimit, çdo kanal është i pajisur me një LED që tregon aktivizimin e stafetës.
Telekomanda e kompletit mundësohet nga një element CR2032.
Kontrolli i ngarkesës me fuqi më të lartë për të gjitha pajisjet e konsideruara mund të arrihet duke përdorur modulet e zgjerimit:
Deri në 4000 W: moduli i zgjerimit do të bëjë;
Deri në 8000 W: moduli i zgjerimit do të funksionojë.
Module të kontrolluara me rreze infra të kuqe
kodi i shitësit | Emri | Tensioni i furnizimit | Numri i kanaleve të kontrollit | Fuqia maksimale e ngarkesës së një kanali, W | Shembuj aplikimi |
Pengesë infra të kuqe | Konstante 12 V | Pajisjet e sigurisë; garat sportive; robotikë; pajisje automatizimi |
|||
Celesi i drites | 12V konstante; 220 V AC | Ndriçimi, ventilimi, kontrolli i ngrohjes |
|||
Kompleti i kontrollit me valë | Konstante 12 V | Kontroll i kthyeshëm i motorëve të komutatorëve; Kontrolli 4-kanalësh i pajisjeve elektroshtëpiake |
Ky artikull ofron një diagram të një pajisjeje për kontrollin e ndriçimit në distancë. Kjo pajisje është shumë e përshtatshme sepse ju lejon të kontrolloni, për shembull, ndriçimin në një dhomë pa u ngritur nga karrigia juaj. Prania e një kontrolluesi ju lejon të përdorni protokollin RC5 IR dhe çdo kombinim të butonave të telekomandës për kontroll.
Pajisja përbëhet nga një furnizim me energji pa transformator, mikrokontrollues dhe marrës IR. Pjesa e energjisë është bërë nga një stafetë. Truri i të gjithë dizajnit është mikrokontrolluesi PIC12F675. Ai lexon sinjalin IR të marrë nga fotodetektori TSOP1736, e deshifron atë dhe kontrollon stafetën P1 përmes transistorit VT1, i cili nga ana tjetër ndërron burimin e dritës. Zgjedhja e llojit të stafetës varet nga fuqia e ngarkesës dhe tensioni i furnizimit të tij. KD208 mund të përdoret si VD2. Për të treguar funksionimin, përdoret një LED HL1 me fuqi të ulët me një rezistencë kufizuese të rrymës R2. Vlera e rezistencës R2 llogaritet në bazë të rënies së tensionit në HL1 dhe rrymës së funksionimit. Përsëri, bazuar në minimizimin e konsumit të energjisë, u zgjodh një rezistencë më e madhe. SB1 është një buton me përmasa të vogla. Është e nevojshme për regjistrimin e komandave IR në kujtesën e kontrolluesit të çdo butoni të papërdorur të telekomandës IR dhe për të treguar që llambat janë ndezur.
Pas instalimit të qarkut, bordi i qarkut të printuar duhet të lahet me alkool dhe të thahet. Pa e futur kontrolluesin në panel, kontrolloni tensionet e kërkuara të furnizimit. Nëse gjithçka është në rregull, hiqni tensionin dhe futni mikrokontrolluesin e programuar më parë. Aplikoni përsëri tensionin e furnizimit dhe shtypni butonin SB1, qarku është gati për të marrë kodin IR. Më pas, shtypni çdo buton të papërdorur në telekomandë, LED HL1 duhet të ndizet (komanda është pranuar dhe deshifruar) dhe menjëherë shtypni përsëri SB1 - kodi i komandës shkruhet në kujtesën e kontrolluesit. Intervali ndërmjet ndezjes së LED-së dhe shtypjes së butonit për të regjistruar kodin duhet të jetë i shkurtër. Të gjitha. Tani, kur shtypni butonin që keni zgjedhur, drita duhet të ndizet dhe fiket.
Kujdes! Meqenëse qarku përdor një furnizim me energji pa transformator, prekja e ndonjë pjese të qarkut mund të shkaktojë goditje elektrike. Të gjitha lidhjet mund të bëhen vetëm pasi të siguroheni që të dy telat e energjisë janë shkëputur nga pajisja.
Pasi kemi mbledhur programuesin JDM, fillojmë të kërkojmë për një qark të lehtë për t'u përsëritur. Shumë shpesh këto janë drita banale ndezëse në një LED ose një orë në treguesit LED, por opsioni i parë nuk ka pothuajse asnjë aplikim praktik, dhe i dyti shpesh nuk është i përshtatshëm, jo sepse është i padëshirueshëm, por sepse një radio amator, veçanërisht një fillestar ose duke jetuar në pjesën e jashtme, nuk ka gjithmonë përbërësit e nevojshëm (për shembull, një rezonator kuarci ose tregues LED).
Skema e propozuar më poshtë, marrë nga faqja e internetit Zhelezo-off (http://aes.at.ua/publ/31-1-0-61), përdor elementë më të aksesueshëm.
Kam zëvendësuar fotosensorin TSOP1738 me një TSOP1736, por ju mund të eksperimentoni me pjesë të ngjashme të hequra nga pajisjet me defekt.
Mikrokontrolluesit e treguar në diagram ndezen me firmware të ndryshëm - të dy versionet e firmuerit mund të shkarkohen nga faqja e përmendur më sipër.
Ju mund të përdorni çdo stafetë me një tension dredha-dredha prej 12 volt.
Pak për detajet e mbetura, pasi vlerat e disa prej tyre nuk janë shumë të qarta në diagram:
C1 - 220 µF 25 V;
C2 - 220 µF, të paktën 10 V;
C3 - 0,1 μF (këtu hyn një gabim shtypi në diagramin e autorit - kondensatori tjetër, elektrolitik, duhet të ketë numrin serik 4);
C4 - 4,7 µF 10 V;
R1 - 330 Ohm;
R2 - 1K;
R3 - 4,7 K;
T1 - BC547, KT315 ose transistorë të tjerë të ngjashëm të strukturës N-P-N;
LED - LED i çdo lloji dhe ngjyre sipas dëshirës tuaj;
D1 - 1N4148, 1N4007 ose analoge;
Butoni - pa fiksim.
Stabilizuesi - çdo 5 volt.
