Инфракрасный приемник: технологии, применение и особенности работы

Что такое инфракрасный приемник и как он работает. Какие бывают типы ИК-приемников. Где применяются ИК-приемники в современной технике. Как выбрать подходящий ИК-приемник для проекта. Какие преимущества и недостатки у ИК-технологии.

Принцип работы инфракрасного приемника

Инфракрасный (ИК) приемник — это электронное устройство, предназначенное для приема и преобразования инфракрасных сигналов в электрические. Основой ИК-приемника является фотодиод или фототранзистор, чувствительный к инфракрасному излучению.

Как работает ИК-приемник? При попадании инфракрасного луча на фотоэлемент в нем возникает электрический ток. Этот слабый сигнал усиливается и обрабатывается для выделения полезной информации. На выходе ИК-приемника формируется цифровой или аналоговый сигнал, который может быть декодирован микроконтроллером.

Основные типы инфракрасных приемников

Существует несколько основных типов ИК-приемников:

• Фотодиодные — используют p-n переход для преобразования ИК-излучения в ток
• Фототранзисторные — на основе фототранзистора с высоким коэффициентом усиления
• Пироэлектрические — работают на основе пироэлектрического эффекта
• Термоэлектрические — преобразуют тепловое ИК-излучение в электрический сигнал

Какой тип выбрать? Фотодиодные и фототранзисторные приемники обладают высоким быстродействием и чувствительностью, поэтому чаще используются в системах передачи данных. Пироэлектрические и термоэлектрические больше подходят для датчиков движения и присутствия.

Области применения ИК-приемников

Инфракрасные приемники нашли широкое применение в различных областях:

• Пульты дистанционного управления бытовой техникой
• Системы безопасности и охранные датчики движения
• Оптические энкодеры и датчики положения
• Оптические линии связи
• Системы автоматического открывания дверей
• Датчики присутствия в светильниках
• ИК-порты для беспроводной передачи данных

Где еще можно использовать ИК-приемники? В робототехнике они применяются для навигации и ориентации роботов в пространстве. В промышленности ИК-приемники используются в системах контроля качества и автоматизации производственных процессов.

Преимущества и недостатки ИК-технологии

Инфракрасная технология имеет ряд преимуществ:

• Низкая стоимость компонентов
• Простота реализации
• Высокая помехозащищенность
• Безопасность для здоровья человека
• Отсутствие необходимости в лицензировании частот

Однако есть и некоторые недостатки:

• Небольшая дальность действия (обычно до 10 м)
• Необходимость прямой видимости между передатчиком и приемником
• Чувствительность к солнечному свету и некоторым источникам искусственного освещения

Как преодолеть ограничения ИК-технологии? Для увеличения дальности можно использовать более мощные ИК-светодиоды и чувствительные приемники. Проблему прямой видимости решают с помощью ретрансляторов и отражателей. Для борьбы с помехами применяют модуляцию и специальные алгоритмы обработки сигнала.

Характеристики современных ИК-приемников

При выборе ИК-приемника следует обращать внимание на следующие параметры:

• Спектральная чувствительность — обычно 940 нм
• Угол обзора — от 30° до 180°
• Дальность действия — до 10-30 м
• Напряжение питания — как правило 3-5 В
• Частота модуляции — 30-56 кГц
• Скорость передачи данных — до 115 кбит/с

Какие еще характеристики важны? Для применений с батарейным питанием критичен ток потребления приемника. В промышленных условиях важна устойчивость к электромагнитным помехам. Для уличного применения требуется защищенный корпус с высокой степенью IP.

Протоколы передачи данных по ИК-каналу

Для кодирования команд в ИК-пультах используются различные протоколы:

• NEC — один из самых распространенных, используется во многих бытовых пультах
• RC5 — протокол компании Philips с кодом фиксированной длины
• SIRC — протокол Sony с переменной длиной кода
• JVC — простой протокол с 8-битным адресом и командой

Как работает типичный ИК-протокол? Обычно используется амплитудная модуляция несущей частоты 30-56 кГц. Логическая «1» и «0» кодируются разной длительностью импульсов. Кадр данных содержит адрес устройства и код команды.

Схемотехника ИК-приемников

Типовая схема ИК-приемника включает следующие основные блоки:

• Фотоприемник (фотодиод или фототранзистор)
• Усилитель фототока
• Полосовой фильтр на частоту модуляции
• Демодулятор
• Схема автоматической регулировки усиления
• Выходной компаратор

Какие еще элементы могут входить в схему ИК-приемника? Для повышения помехоустойчивости применяют схемы подавления импульсных помех. Интегральные ИК-приемники часто содержат встроенный стабилизатор напряжения. В некоторых моделях есть цифровой интерфейс для связи с микроконтроллером.

Особенности применения ИК-приемников

При разработке устройств с ИК-приемниками следует учитывать ряд особенностей:

• Необходимость экранирования от электромагнитных помех
• Чувствительность к засветке от посторонних источников ИК-излучения
• Зависимость дальности действия от мощности передатчика
• Влияние загрязнения оптики на чувствительность

Как повысить надежность работы ИК-приемника? Рекомендуется использовать фильтрацию питания, экранирование корпуса, оптические фильтры. Важно правильно выбрать расположение приемника, исключив прямое попадание солнечного света. Для ответственных применений используют схемы с резервированием.

Проекты Altera Quartus II для плат Марсоход, Марсоход2 и Марсоход3

ИК пультиков сейчас производят превеликое множество и с их помощью можно управлять практически всем, и даже кошками.

Мы тоже не остались в стороне, и установили на нашей платке Марсоход разъем для ИК приемника, чтобы платкой можно было удаленно управлять.

Для начала, давайте разберемся как все работает. ИК приемник — это специальная микросхема, предназначенная для приема светового сигнала ИК диапазона, модулированного определенной частотой. У микросхемы три вывода: земля , питание и выход. На выходе, при отсутствии светового сигнала — логическая единица, а при наличии — логический ноль. Более подробную информацию можно прочесть в документации на конкретную микросхему.

Для наших тестов мы взяли приемник ILMS5360:

Описание на приемник инфракрасного излучения ILMS5360 ( 284414 bytes )

 

Еще мы взяли восемь пультиков от разных устройств — телевизоров SAMSUNG, VESTEL, CARTV, плеера BBK, спутникового ресивера DRE-5000, компьютерного тюнера, проектора SANYO и фоторамки TEXET:

Итак, устанавливаем в разъем платы Марсоход ИК приемник и подаем питание. После подачи питания он сразу находится в рабочем состоянии и готов принимать сигналы. При нажатии какой-нибудь кнопки на каком-нибудь пультике на выходе ИК приемника можно увидеть такую осциллограмму:

Анализируем увиденное — первый длинный нолик, а затем длинная единичка это префикс, он не несет информативной нагрузки и нужен для настройки самого приемника в рабочий режим. Далее идет определенное количество импульсов, причем все отрицательные импульсы одинаковой длительности, а положительные бывают короткие и длинные —  это собственно данные. Будем считать короткие импульсы ноликами а длинные — единичками. Мы протестировали все имеющиеся у нас пультики и измерили ряд параметров.

Табл.1

пульт	префикс	импульс	биты	on/off	повтор
sanyo	320/160	18/58	32	0CF300FF	*
BBK RC-15	325/160	17/55	32	926DE01F	—
DRE	328/158	17/56	32	000800FF	—
SAMSUNG	160/160	19/60	32	E0E040BF	+
TV-Station	323/161	19/58	32	40BF00FF	—
TEXET	325/159	17/57	32	84FBC03F	—
CARTV	326/158	16/56	32	00FD28D7	—
VESTEL	———-	28/60	11	00000004	+

Для наших экспериментов мы использовали ИК приемник на 36кГц, поэтому временные параметры префикса и информационного импульса мы измеряли в периодах этой частоты. Далее в нашей таблице количество бит в пакете и код клавиши on/off или STANDBY.
Отдельно следует остановиться на параметре «повтор».
Большинство наших пультиков при нажатии и удержании кнопки посылали полный код только один раз (отмечены «-«), затем они посылали короткий пакет, который судя по всему означает повтор последней нажатой кнопки.
Некоторые пультики все время повторяют полный код («+»). Исключением стал пульт SANYO («*»), который на on/off повторял полный код всего два раза ,а на остальные — один раз полный код, далее короткий пакет.

Еще одним исключением из всех общих правил стал пульт от старого советского телевизора VESTEL.

Пакет от этого пультика не содержит префикса, более короткий и информативными в нем являются не только положительные, но и отрицательные импульсы. Наш проект различает не все кнопки от этого пульта, но мы не будем на этом заморачиваться.

Теперь о проекте. Его можно взять здесь: 

IR приемник ( 52149 bytes )

.

Часть схемы для приема пакета от ИК приемника мы оформили в виде отдельного компонента IR-receiver для того чтобы иметь возможность использовать его в других проектах.

Работает он следующим образом. Первыми триггерами схемы из входного потока выделяется два события — фронт и спад. По фронту начинается подсчет количества периодов 36кГц, по спаду это количество сравнивается с пороговым и в зависимости от этого в регистр сдвига заносится 0 или 1.

Исходя из результатов наших изысканий (табл.1) мы выбрали пороговое значение — 37. Если длинна импульса превышает 256, то мы считаем что это конец пакета и вырабатываем сигнал data_ready.
Далее, уже в основном  проекте, в момент data_ready, можно сравнить принятый код с ожидаемым и предпринять какие-либо действия. В нашем случае мы разрешаем изменить состояние триггера, выход которого выведен на светодиод led0.

Даже такой простой проект может найти практическое применение. Например на пультике
от телевизора (или еще чего-нибудь) можно найти неиспользуемую кнопку и использовать ее для включения/выключения освещения (или еще чего нибудь). Есть только пара нюансов:

1. Как узнать код нужной нам кнопки? Для этого мы добавили в проект возможность просмотра принятого кода на светодиодах. При нажатии на key0 на них будут высвечиваться младшие восемь бит кода, при нажатии на key1 следующие восемь и так далее.
2. В случае если при удержании клавиши пульт повторяет полный код, то пользоваться предложенной нами логикой меняющего состояние триггера будет невозможно, поскольку при достаточно длительном удержании кнопки он переключится несколько раз. Чтобы выйти из этой ситуации нужно узнать посылает ли пульт код повтора или код целиком. Для этого мы добавили в проект сравнение принятого кода с кодом повтора (у нас это 00000001) и если при удержании кнопки он есть — загорается led1.

Если кода повтора все-таки нет, то можно пытаться использовать две разные кнопки —
одну для включения, другую для выключения.

Вот так мы устанавливаем ИР приемник на плату Марсоход:

Вот небольшое видео, которое показывает как нажатие на пульте кнопки зажигает или гасит светодиод на платке. Это просто демо, но на самом деле часть этого проекта может быть использована в управляемых игрушках.

 

и восемь пультиков от разных устройств — телевизоров SAMSUNG, VESTEL, CARTV, плеера BBK, спутникового ресивера DRE-5000, компьютерного тюнера, прожектора SANYO и фоторамки TEXET.

Инфракрасный приемник m&h IRR91.42 в Москве

• Главная
• Комплектующие
  • Элементы управления станком
  • Периферийные устройства для станка
  • Асинхронные электродвигатели
  • Серводвигатели
  • Электронные элементы станка
  • Дополнительные принадлежности для станков
  • Линзы и зеркала
  • Системы для точного измерения и контроля процесса обработки
  • Промышленная автоматика Danfoss
  • Клавиатуры для ЧПУ
  • Панели оператора
  • Дисплеи для ЧПУ
  • Устройство цифровой индикации
  • Сервомоторы
  • Сервоприводы
  • Сервоусилители
  • Преобразователи частоты
  • Печатные платы для станков с ЧПУ (PCB)
  • Блоки питания
  • Контроллеры, устройства защиты
  • Датчики
  • Программируемые контроллеры, счетчики
  • Барьеры фотоэлектрические
  • Дополнительные принадлежности
  • Точные измерения и контроль процесса обработки
  • Промышленная идентификация Balluff
  • Промышленная безопасность
  • Смазочно-охлаждающие жидкости
• org/ListItem»> Точные измерения и контроль процесса обработки
  • Датчики для станков
  • Калибровка и проверка геометрии станка
  • Датчики КИМ
• Датчики для станков
  • Инфракрасные измерительные системы
  • Системы измерения инструментов
  • Лазерные системы измерения инструментов
• org/ListItem»> Инфракрасные измерительные системы
• Инфракрасный приемник m&h IRR91.42

Характеристики:

Производитель: HEXAGON

Заказать

• Подробное описание

IRR91.42 надежно получает данные измерений и температуры. Он может взаимодействовать с инфракрасными датчиками m&h и инфракрасными наладчиками инструмента. Приемник может связываться с тремя разными зондирующими системами на одной машине. Все необходимые компоненты встроены в компактный корпус из нержавеющей стали.

Развернуть

Свернуть

Для заказов на сумму более 50000 тр. доставка включена в стоимость.

В других случаях рассчитывается исходя из веса отправления и региона доставки.

Возможна доставка любой удобной для заказчика ТК

Сроки доставки от 1 до 3 дней по Центральному региону

По умолчанию мы работаем с двумя курьерскими компаниями:

major-express.ru

Major — российская компания, занимающаяся продажей автомобилей и перевозками грузов. Крупнейший, наряду с «Рольфом», автодилер страны.

www.dpd.ru

DPDgroup — международная служба экспресс-доставки. В среднем ежедневно доставляет более 5 миллионов посылок. Работает под торговой марками DPD.

Это наши проверенные партнеры. Однако если вы предпочитаете работать с другой курьерской службой, у нас нет ограничений. Просто сообщите нам об этом. Мы согласуем все условия и отправим заказ с полным комплектом сопутствующей документации.

Как оплатить?

Оплата принимается по безналичному расчету. После согласования заказа мы выставляем счет на оплату. Заказ считается оплаченным после поступления суммы заказа на расчетный счет ООО «Эффективное производство».

Как получить?

География доставки — вся Россия. При перевозке грузы подлежат страхованию. Обычно доставка входит в стоимость продукции.

Предыдущая Вернуться к списку Следующая

Диод ИК-приемника — TSOP38238 — SEN-10266

Избранное Любимый 19

Список желаний

3D Скачать: STL, Blender

В наличии SEN-10266 RoHS

В наличии 250+ шт. в наличии.

2.10 2,00 1,89

1+ шт. 25+ шт. 100+ штук

• Описание
• Документы

Используйте этот простой ИК-приемник для инфракрасного дистанционного управления вашим следующим проектом. Благодаря низкому энергопотреблению и простоте использования он хорошо сочетается со встроенной электроникой и может использоваться с обычными ИК-пультами.

TSOP382 — это миниатюрный приемник для инфракрасных систем дистанционного управления. PIN-диод и предусилитель собраны на выводной рамке, а эпоксидный корпус действует как ИК-фильтр. Демодулированный выходной сигнал может быть напрямую декодирован микропроцессором. TSOP382 совместим со всеми распространенными форматами данных ИК-пульта дистанционного управления.

Диод ИК-приемника — TSOP38238 Справка и ресурсы по продукту

• Учебники
• Необходимые навыки

ИК-связь

7 февраля 2013 г.

В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с Arduino.

Избранное Любимый 42

Тревога босса

30 марта 2016 г.

Создайте сигнал тревоги босса, который предупредит вас о том, что кто-то входит в ваш офис, и автоматически изменит экран вашего компьютера.

Избранное Любимый 19

Основной навык:

Пайка

Этот навык определяет сложность пайки конкретного изделия. Это может быть пара простых паяных соединений или потребуются специальные инструменты для оплавления.

1 Пайка

Уровень навыка: Нуб — Требуется некоторая базовая пайка, но она ограничена всего несколькими контактами, базовой пайкой через отверстие и парой (если есть) поляризованных компонентов. Обычный паяльник — это все, что вам нужно.
Просмотреть все уровни навыков

---

Основной навык:

Программирование

Если плате нужен код или она каким-то образом взаимодействует, вам нужно знать, как программировать ее или взаимодействовать с ней. Навык программирования связан с общением и кодом.

2 Программирование

Уровень навыка: Новичок . Вам потребуется более глубокое понимание того, что такое код и как он работает. Вы будете использовать программное обеспечение начального уровня и инструменты разработки, такие как Arduino. Вы будете иметь дело непосредственно с кодом, но доступны многочисленные примеры и библиотеки. Датчики или экраны будут связываться с последовательным или TTL.
Просмотреть все уровни навыков

---

Основной навык:

Электрические прототипы

Если для этого требуется питание, вам нужно знать, сколько, что делают все контакты и как их подключить. Возможно, вам придется обращаться к таблицам данных, схемам и знать все тонкости электроники.

1 Электрическое прототипирование

Уровень навыка: Нуб — Вам не нужно ссылаться на таблицу данных, но вам нужно знать основные требования к питанию.
Просмотреть все уровни навыков

---

• Комментарии 53
• Отзывы 0

Пока нет отзывов.

Irduino — Ардуно совместимый с инфракрасным приемником

Подробная информация о продукте

Наименование

Irduino — Arduino Совместимый с инфракрасным ресивером

.0049 Программируемый инфракрасный USB-приемник с открытым исходным кодом, совместимый с Arduino, который дает новую жизнь старым пультам дистанционного управления. IRduino — это периферийное устройство, позволяющее преобразовывать практически любой ИК-сигнал в команды. Он работает на многих платформах, включая ПК, Mac, Raspberry Pi и даже на некоторых мобильных телефонах. Пульт дистанционного управления (инфракрасное устройство) может быть чем угодно: от старого пульта от телевизора до ИК-мыши или клавиатуры. ##Как создается IRduino?  IRduino состоит из микроконтроллера ATmega32u4 (MCU) и компонента ИК-приемника SMD (устройство, монтируемое на поверхность).

Конструкция еще более упрощена за счет того, что контакты USB размещены непосредственно на плате, и, в отличие от многих других продуктов на рынке, плата достаточно толстая, чтобы плотно прилегать к USB-порту. Чтобы устройство выглядело гуманно (и с юмором), на обратной стороне трафаретной печатью напечатан маленький робот. Как и у любого хорошего робота, у него есть два программируемых светодиода вместо глаз. ##Новая жизнь старой технологии  Десятилетия бытовой электроники полагались на инфракрасные пульты дистанционного управления. В результате груды неиспользуемых ИК-пультов пылятся в шкафах и мусорных баках по всему миру. Наша цель — дать вам возможность вернуть некоторые из этих простаивающих пультов к работе творчески и продуктивно. Войдите в IRduino. ##Функции ###Arduino-совместимый IRduino поставляется с предварительно установленным на плате загрузчиком Arduino Leonardo, что делает IRduino полностью совместимым с Arduino IDE для программирования. ###Компактный IRduino всего 19 летмм x 35 мм, что меньше, чем у большинства USB-накопителей. ### Работает с большинством пультов Мы разработали библиотеку, которая совместима примерно с 95 % инфракрасных пультов дистанционного управления, представленных на рынке, от пультов кондиционирования воздуха до пультов от телевизоров, пультов DVD и пультов от стиральных машин. ##Технические характеристики Микроконтроллер: Atmega32u4 Рабочее напряжение: 5 В Флэш-память: 32 КБ, из которых 4 КБ используются загрузчиком SRAM: 2,5 КБ ЭСППЗУ: 1 КБ Тактовая частота: 16 МГц Удаленное расстояние:> 5 м Удаленная поддержка: 95% ИК-пульта на рынке  ##Как использовать  В этом руководстве вы узнаете, как управлять компьютером с помощью ИК-пульта.