Простая схема инфракрасного управления. Простая инфракрасная система охраны Схема пульта управления
В бытовой радиоэлектронной аппаратуре получили широкое применение интегральные приёмники инфракрасного излучения. По-другому их ещё называют ИК-модулями.
Их можно обнаружить в любом электронном приборе, управлять которым можно с помощью пульта дистанционного управления.
Вот, например, ИК-приёмник на печатной плате телевизора.
Несмотря на кажущуюся простоту данного электронного компонента – это специализированная интегральная схема, предназначенная для приёма инфракрасного сигнала от пультов дистанционного управления (ДУ). Как правило, ИК-приёмник имеет не менее 3-х выводов. Один вывод является общим и подключается к минусу «-» питания (GND ), другой служит плюсовым «+» выводом (Vs ), а третий выходом принимаемого сигнала (Out ).
В отличие от обычного инфракрасного фотодиода, ИК-приёмник может принимать и обрабатывать инфракрасный сигнал, представляющий собой ИК-импульсы фиксированной частоты и определённой длительности – пачки импульсов. Это технологическое решение избавляет от случайных срабатываний, которые могут быть вызваны фоновым излучением и помехами со стороны других приборов, излучающих в инфракрасном диапазоне.
Например, сильные помехи для приёмника ИК-сигналов могут создавать люминесцентные осветительные лампы с электронным балластом . Понятно, что использовать ИК-приёмник взамен обычного ИК-фотодиода не получиться, ведь ИК-модуль является специализированной микросхемой, заточенной под определённые нужды.
Для того чтобы понять принцип работы ИК-модуля разберёмся более детально в его устройстве с помощью структурной схемы.
Микросхема приёмника ИК-излучения включает:
PIN-фотодиод
Регулируемый усилитель
Полосовой фильтр
Амплитудный детектор
Интегрирующий фильтр
Пороговое устройство
PIN-фотодиод – это разновидность фотодиода, у которого между областями n и p расположена область из собственного полупроводника (i-область ). Область собственного полупроводника – это по сути прослойка из чистого полупроводника без внесённых в него примесей. Именно этот слой и придаёт PIN-диоду его особенные свойства. К слову сказать, PIN-диоды (не фотодиоды) активно применяются в СВЧ электронике. Взгляните на свой мобильный телефон, в нём также используется PIN-диод.
Но, вернёмся к PIN-фотодиоду. В обычном состоянии ток через PIN-фотодиод не протекает, так как в схему он включен в обратном направлении (в так называемом обратном смещении). Так как под действием внешнего инфракрасного излучения в i-области возникают электронно-дырочные пары, то в результате через диод начинает протекать ток. Этот ток затем преобразуется в напряжение и поступает на регулируемый усилитель .
Далее сигнал с регулируемого усилителя поступает на полосовой фильтр . Он служит защитой от помех. Полосовой фильтр настроен на определённую частоту. Так в ИК-приёмниках в основном используются полосовые фильтры, настроенные на частоту 30; 33; 36; 36,7; 38; 40; 56 и 455 килогерц. Чтобы излучаемый пультом ДУ сигнал мог быть принят ИК-приёмником, он должен быть модулирован такой же частотой, на которую настроен полосовой фильтр ИК-приёмника. Вот так, например, выглядит модулированный сигнал от излучающего инфракрасного диода (см. рисунок).
А вот так выглядит сигнал на выходе ИК-приёмника.
Стоит отметить, что избирательность полосового фильтра невелика. Поэтому ИК-модуль с фильтром на 30 килогерц вполне может принимать сигнал частотой 36,7 килогерц и более. Правда, при этом расстояние уверенного приёма заметно снижается.
После того, как сигнал прошёл через полосовой фильтр, он поступает на амплитудный детектор и интегрирующий фильтр . Интегрирующий фильтр необходим для подавления коротких одиночных всплесков сигнала, которые могут быть вызваны помехами. Далее сигнал поступает на пороговое устройство , а затем на выходной транзистор .
Для устойчивой работы приёмника коэффициент усиления регулируемого усилителя контролируется системой автоматической регулировки усиления (АРУ ). Поскольку полезный сигнал представляет собой пачку импульсов определённой длительности, то из-за инерционности АРУ сигнал успевает пройти через тракт усиления и остальные узлы схемы.
В случае, когда длительность пачки импульсов чрезмерна система АРУ срабатывает, и приёмник перестаёт принимать сигнал. Такая ситуация может возникнуть, когда ИК-приёмник засвечен люминесцентной лампой с электронным балластом, который работает на частотах 30 – 50 килогерц. В таком случае промодулированное инфракрасное излучение паров ртути лампы может пройти защитный полосовой фильтр фотоприёмника и вызвать срабатывание АРУ. Естественно, при этом чувствительность ИК-приёмника падает.
Поэтому не стоит удивляться, когда фотоприёмник телевизора плохо принимает команды от пульта ДУ. Возможно, ему просто мешает засветка люминесцентных ламп.
Автоматическая регулировка порога (АРП ) выполняет аналогичную функцию, что и АРУ, управляя порогом срабатывания порогового устройства. АРП выставляет уровень порога срабатывания таким образом, чтобы уменьшить число ложных импульсов на выходе модуля. При отсутствии полезного сигнала число ложных импульсов может достигать 15-ти в минуту.
Форма корпуса ИК-модуля способствует фокусировке принимаемого излучения на чувствительную поверхность фотодиода. Материал же корпуса пропускает излучение с длиной волны от 830 до 1100 нм. Таким образом, в устройстве реализован оптический фильтр. Для защиты элементов приёмника от воздействия внешних электрических полей в модуле установлен электростатический экран. На фотографии показаны ИК-модули марки HS0038A2 и TSOP2236 . Для сравнения рядом показаны обычные ИК-фотодиоды КДФ-111В и ФД-265 .
ИК-приёмники
Как проверить исправность ИК-приёмника?
Поскольку приёмник ИК-сигналов является специализированной микросхемой, то для того, чтобы достоверно проверить её исправность необходимо подать на микросхему напряжение питания. Например, номинальное напряжение питания для «высоковольтных» ИК-модулей серии TSOP22 составляет 5 вольт. Потребляемый ток составляет единицы миллиампер (0,4 – 1,5 мА). При подключении питания к модулю стоит учитывать цоколёвку.
В состоянии, когда на приёмник не подаётся сигнал, а также в паузах между пачками импульсов напряжение на его выходе (без нагрузки) практически равно напряжению питания. Выходное напряжение между общим выводом (GND) и выводом выхода сигнала можно замерить с помощью цифрового мультиметра . Также можно замерить потребляемый модулем ток. Если ток потребления превышает типовой, то скорее всего модуль неисправен.
О том, как проверить исправность ИК-приёмника с помощью блока питания , мультиметра и пульта ДУ читайте .
Как видим, приёмники ИК-сигналов, используемые в системах дистанционного управления по инфракрасному каналу, имеют достаточно изощрённое устройство. Данные фотоприёмники часто используют в своих самодельных устройствах любители микроконтроллерной техники.
Приемник ИК — команд пульта дистанционного управления для управления бытовой техникой может быть легко сделан с применением десятичного счетчика CD4017, таймера NE555 и инфракрасного приемника TSOP1738.
Используя эту схема ИК приемника, можно с легкостью управлять своей бытовой техникой с помощью пульта от телевизора, DVD-плеера или же с помощью схемы ПДУ описанного в конце статьи.
Схема ИК приемника для дистанционного управления
Выводы 1 и 2 ик-приемника TSOP1738 используются для его питания. Резистор R1 и конденсатор C1 предназначены для стабильной работы и подавления различных помех по цепи питания.
Когда ИК лучи на частоте 38 кГц падает на ИК-приемник TSOP1738, на его выходе 3 появляется низкий уровень напряжения, при исчезновении ик-лучей вновь появляется высокий уровень. Этот отрицательный импульс усиливается транзистором Q1, который передает усиленный частотный сигнал на вход десятичного счетчика CD4017. Выводы счетчика 16 и 8 предназначены для питания его. Вывод 13 подключен к земле, разрешая тем самым его работу.
Выход Q2 (4 контакт) подключен к выводу сброса (15 контакт), чтобы сделать работу CD4017 в режиме бистабильного мультивибратора. В время первого импульса на Q0 появляется лог1, второй синхросигнал вызывает появление лог1 на Q1 (Q0 становится низким), а на третий сигнал опять выводит на Q0 лог 1 (Q2 подключен к MR, поэтому третий тактовый сигнал сбрасывает счетчик).
Давайте предположим, счетчик совершил сброс (Q0 высокий уровень, а остальные низкий). При нажатии на кнопку ПДУ, тактовый сигнал воздействует на счетчик, что приводит к появлению высокого уровня на Q1. Таким образом, LED D1 светится, транзистор Q2 включается и активируется реле.
Когда вновь нажимают кнопку ПДУ, на выводе Q0 появляется лог 1, реле отключается и LED D2 загорается. LED D1 указывает, когда прибор включен и LED D2 указывает, когда прибор выключен.
Вы можете использовать свой пульт от телевизора для управления или собрать отдельный на по приведенной ниже схеме.
Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике "ИК лучи" на сайте по радиоэлектронике и радиохобби сайт .
Что такое "ИК лучи" и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина "ИК лучи".
Принципиальная схема. Как и предыдущий вариант, этот передатчик обеспечивает небольшую дальность действия (до 10 м). Кроме того, свето-диоды, используемые в качестве излучателей, обладают направленностью, что позволяет управлять моделью лишь в пределах зоны облучения... Модулированные командным сигналом импульсы ИК-излучения поступают на фотодиод VD1. Изменяющийся ток фотодиода через эмитгерный повторитель VT2 подается на вход трехкаскадного усилителя VT3—VT5. На транзисторе VT1 собран узел компенсации помех от... В этом тире стреляют импульсами инфракрасного излучения. В пистолете находится источник питания и преобразователь постоянного напряжения в прямоугольные импульсы, длительность и амплитуда которых определяется емкостью конденсаторов С2—С5. Пакет импульсов поступает на излучатель инфракрасного... Беспроводные наушники позволяют осуществлять прием звукового сопровождения телевизора, сигнала радиоприемника, магнитофона в пределах одного помещения средней величины. Устройство работает на основе передачи частотно-модулированного светового сигнала инфракрасного диапазона. В состав комплекта... Благодаря использованию специализированных кодирующихся интегральных схем это устройство можно использовать для управления центральным замком в автомобиле, включения сигнализации в автомобиле, гаражными дверями, воротами, освещением и т. д. Комплект состоит из двух частей: передатчика и... Схема инфракрасного приемника спроектирована таким образом, чтобы он мог работать с любым пультом дистанционного управления: от приемника ТВ, спутникового тюнера, видеомагнитофона. Устройство работает с большинством кнопок пультов. Приемник действует следующим образом: сигнал с приемного диода... Оптоэлектронный барьер служит для охраны объектов. Благодаря ему можно включить сигнализацию при приближении к объекту постороннего лица. В барьере использовано инфракрасное излучение, луч которого передается из передатчика в приемник. Прерывание луча вызывает изменение выходного состояния... 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... Микросхема TRC1300N представляет собой кодер / декодер для систем дистанционного управления, работающих черезканал связи на инфракрасных лучах или через радиоканал. В зависимости от логического уровня на выводе 2 микросхемы она работает либо как кодер, формирующий импульсные посылки, либо как... В качестве среды передачи информации может использоваться свет. Это может быть обычный (видимый) свет или инфракрасное излучение - инфракрасные лучи. Рассмотерны схемы простых оптических передатчиков для светотелефонов (фототелефонов) с использованием простых ламп накаливания, а также... Отечественные полупроводниковые телевизоры линейки УСЦТ уже окончательно вышли из эксплуатации, многиевыброшены, разобраны на детали. Но у кого-то остались и вполне рабочие экземпляры, эксплуатируемые исключительно на даче. Действительно, наши дачи обычно охраняются очень плохо (если вообще... Устройство предназначено для сигнализации о проходе человека впомещение через входную дверь или проход. Схема работает на принципе пересечения инфракрасного луча. При его пересечении включается музыкальный сигнализатор, предупреждающий персонал о том, что пришел посетитель или клиент... Схема простого самодельного фото датчика для контроля за предметами на конвейере. Это устройство предназначено для включения нагрузки, когда ящик иликоробка поступает в определенную зону конвейера или транспортерной ленты, и выключения нагрузки, когда ящик выходит из этой зоны. Устройство очень... Самодельный датчик пересечения или отражения ИК луча на микросхеме К561ЛП2. Во многих радиолюбительских схемах автоматики используются инфракрасные датчики на отражение или пересечение луча, построенные на основе элементной базы системдистанционного управления бытовой радиоэлектронной... Схема простой самодельной приставки, подключаемой к COM-порту для управления компьютером при помощи пульта дистанционного управления. Современный персональный компьютер, при наличиинеобходимой периферии и программного обеспечения в состоянии заменить домашний аудио-видео центр. Необходимо иметь... Схема простого самодельного сигнализатора пересечения границы или входа в помещение с использованием инфракрасных лучей. В некоторых случаях требуется сигнализировать о проходе человека в помещение, проезде автомобиля на территорию, перемещении или попадании какого-либо предмета в ящик, бокс... Ниже приводится описание несложной системы двухкомандного дистанционногоуправления на ИК-лучах, которую можно использовать для управления различными устройствами, а так же, охранной сигнализацией, электронным замком с дистанционным управлением. Основой схемы послужили три микросхемы LM567 и один... Система предназначена для независимого управления четырьмя объектами. На пульте есть четыре кнопки, а на приемнике есть четыре выхода. Каждая кнопка пульта отвечает за свой выход приемника, каждое нажатие кнопки меняет состояние соответствующего выхода приемника. На выходах приемника установлены... Все знают для чего существует микрокалькулятор,но оказывается кроме математических вычислений он способен и на многое другое. Обратите внимание, если нажать кнопку «1», затем «+» и далее нажимать «=», то с каждым нажатием на кнопку «=» число на дисплее будет... Устройство предназначено для включения или переключения чего-либо при поднесении к датчику руки или другой отражающей поверхности. Чувствительность можно регулировать в широких пределах, при этом дальность срабатывания изменяется от нескольких метров до нескольких сантиметров. Идея, в общем-то...Одноканальный модуль приемника с реле, для срабатывания от любого стандартного инфракрасного пульта, обеспечивает дистанционное управление любой нагрузкой по невидимому ИК каналу . Проект основан на микроконтроллере PIC12F683, а TSOP1738 используется в качестве инфракрасного приемника. Микроконтроллер декодирует серийный проект данных RC5, поступающих от TSOP1738 и обеспечивает управление выходом если данные действительны. На выходе могут быть установлены различные необходимые состояния с помощью перемычки на плате (J1). На печатной плате имеются 3 светодиода: индикатор питания, наличие передачи и срабатывание реле. Эта схема работает с любым RC5 пультом от телевизора, центра и так далее.
Особенности работы схемы
- Питание приемника 7-12В DC
- Ток потребления приемника до 30 мА
- Радиус действия до 10 метров
- RC5 протокол сигнала
- Размеры платы 60 x 30 мм
Хотя в последнее время стало модным использовать радиоканал , в том числе Блютус , самостоятельно изготовить такую аппаратуру совсем не просто. К тому же радиоволны подвержены помехам, да и перехватить их элементарно. Поэтому ИК сигнал в некоторых случаях будет предпочтительнее. Прошивку, рисунки печатных плат и полное описание на английском —
Слушать музыку, смотреть фильмы на компьютере удобнее, если находишься не на стуле перед монитором, а на диване, при этом для управления не нужно вставать, достаточно лишь нажать кнопку на пульте. Но где взять пульт с приемником? Можно купить в магазине, но стоимость подобного комплекта достаточно высока. Однако к счастью изготовить ИК приемник для любого пульта (практически), довольно просто.
Понадобится:
- ИК приемник TSOP1738;
- кабель com порта;
- резисторы на 10 КОм, 4.7 КОм;
- кремниевый диод (любой);
- конденсатор 10 мкф 16 В;
- провода.
ИК приемник своими руками
Фотодиод TSOP1738 на выходе дает уже готовые биты, которые отсылаются в com порт, поэтом нам не нужно паять сложных схем с применением контроллеров.
Как видите ничего сложного. Схема приемника настолько проста, что ее можно собрать навесом. В данной сборке использовался диод КД105Г. Как можно заметить на фото, анод отмечен желтой краской. Если Вы используете другой диод, то полярность необходимо узнать из справочников. Также следует соблюдать полярность и у конденсатора (отрицательный вывод помечен на корпусе).
Обратная сторона.
Другой конец провода припаиваем к разъему com порта.
Для уменьшения размера схемы ее можно аккуратно согнуть. Проследите, чтобы выводы и сами детали не соприкасались друг с другом, иначе получится короткое замыкание.
Можно залить эпоксидной смолой или как в данном случае пластиком Glue Gun. Это убережет устройство от внешних воздействий.
