گیرنده IR یک دستگاه استاندارد است که به پورت COM (RS-232) متصل می شود و به کنترل از راه دورربات

یکی از مدارهای گیرنده IR ممکن است. هر گیرنده مادون قرمز 5 ولتی که در تجهیزات خانگی (تلویزیون) استفاده می شود برای گیرنده IR مناسب خواهد بود. به عنوان مثال: TSOP1836، IS1U60L، GP1U52X، SFH506-36 یا TK1833 داخلی ما. تثبیت کننده ولتاژ KREN5A برای تغذیه گیرنده IR با ولتاژ 5 ولت ضروری است، زیرا 12 ولت از پایه هفتم پورت COM تامین می شود. مقاومت را می توان از محدوده 3-5 کیلو اهم، خازن 4.7-10 μF انتخاب کرد. هر دیود کم توان

در مدار فوق سیگنال خروجی به 1 کنتاکت عرضه می شود پورت COM(DCD). این پین توسط یک ماوس استاندارد برای پورت COM استفاده نمی شود، بنابراین اگر پورت COM رایگان کافی ندارید، این نمودارمی توان به صورت موازی با ماوس استفاده کرد (اما با مودم نه)! سیگنال خروجی را می توان نه تنها به DCD، بلکه به سایر پین ها مانند CTS یا DSR ارسال کرد. همه این پارامترها را می توان در برنامه ای تنظیم کرد که در گیرنده IR کار می کند. چندین گزینه برنامه وجود دارد که رایج ترین آنها WinLIRC است. من همچنین می توانم استفاده از برنامه Girder را توصیه کنم.

پینوت و ظاهر عناصر اصلی مدار

از چپ به راست - دو نوع گیرنده IR 5 ولتی و یک تراشه تثبیت کننده ولتاژ KREN5A.

پین اوت پورت COM

پین اوت و توضیحات مخاطبین پورت COM (9 پین): سنجاق نام جهت توضیحات 1 DCD تشخیص حامل - داده ها و تشخیص حامل 2 RXD دریافت داده - دریافت داده 3 TXD انتقال داده - ارسال داده 4 DTR Data Terminal Ready - پایانه داده آماده است 5 GND زمین کردن 6 DSR مجموعه داده آماده - یک قطعه داده آماده ارسال است 7 RTS درخواست ارسال - درخواست ارسال 8 سی تی اس Clear to Send - آمادگی برای ارسال 9 R.I. نشانگر حلقه - نشانگر حلقه

پینوت و توضیحات مخاطبین پورت COM (25 پین).

گیرنده IR نقش مهمی در ما دارد زندگی روزمره. با کمک این ریز مدار می‌توانیم کالاهای مدرن را کنترل کنیم لوازم خانگی، تلویزیون، مرکز موسیقی، رادیو ماشین ، تهویه مطبوع. این به ما اجازه می دهد تا این کار را انجام دهیم، کنترل از راه دور (RC)، اجازه دهید نگاهی دقیق تر به عملکرد، مدار، هدف و آزمایش آن بیندازیم. در مقاله نحوه بررسی گیرنده IR خودتان.

گیرنده IR چیست و چگونه کار می کند؟

این یک مدار مجتمع است، وظیفه مستقیم و اصلی آن دریافت و پردازش سیگنال مادون قرمز است که همان چیزی است که کنترل از راه دور منتشر می کند. این سیگنال برای کنترل تجهیزات استفاده می شود.

این ریز مدار بر اساس یک فتودیود پین، یک عنصر خاص با اتصال p-nو i منطقه بین آنها، مشابه با پایه ترانزیستور، مانند یک ساندویچ، در اینجا شما پین مخفف را دارید، در نوع خود، یک عنصر منحصر به فرد.

به صورت معکوس روشن می شود و عبور نمی کند جریان الکتریکی. سیگنال IR وارد ناحیه i می شود و جریان را هدایت می کند و آن را به ولتاژ تبدیل می کند.

مراحل بعدی فیلتر یکپارچه، آشکارساز دامنه، و در خط پایان، ترانزیستورهای خروجی در انتظار آنها هستند.

به عنوان یک قاعده، خرید یک گیرنده IR جدید در فروشگاه هیچ نکته خاصی ندارد، زیرا می توان آن را به راحتی از روی بردهای الکترونیکی مختلف جدا کرد. اگر در حال مونتاژ دستگاهی برای بررسی کنترل از راه دور از مواد ضایعاتی هستید، بدون اینکه از علامت گذاری دقیق دستگاه اطلاع داشته باشید، می توانید پینوت را خودتان تعیین کنید.

ما به یک مولتی متر، یک منبع تغذیه یا چندین باتری نیاز داریم، سیم های اتصال، نصب را می توان به صورت آویزان انجام داد.

دارای سه خروجی است، یکی GND است، به علاوه 5 ولت به دومی و سیگنال خروجی از سومی خارج می شود. برق را به ترتیب به پایه اول و دوم وصل می کنیم و ولتاژ را از پایه سوم خارج می کنیم.

در حالت انتظار برای سیگنال از کنترل از راه دور است و روی مولتی متر شاهد پنج ولت هستیم. با نشان دادن کنترل از راه دور به سمت او شروع به تعویض کانال می کنیم یا دکمه های دیگر را فشار می دهیم.

اگر کار می کند، ولتاژ حدود 0.5-1 ولت کاهش می یابد. اگر همه چیز همانطور که در اینجا نوشته شده است اتفاق بیفتد، دستگاه کار می کند، در غیر این صورت عنصر معیوب است.

نحوه تعیین پین اوت گیرنده مادون قرمز

به عنوان مثال، من یک ریزمدار کاملاً ناشناخته برای من گرفتم که در جعبه ای با عناصر قرار داشت، "منهای" با نقطه ای که در پشت عنصر قرار دارد تعیین شد، "به علاوه" به طور تجربی از طریق یک مقاومت تعیین شد. من هیچ خطری نکردم، چون او در ابتدا کارگر بود، امیدی نبود.

برای تعیین پین اوت گیرنده IR، اگر به برد لحیم شده است، به آن نگاه کنید، ممکن است علامت های پین وجود داشته باشد. اگر چیزی در آنجا نوشته نشده است، خود عنصر را بررسی کنید، به دنبال نام آن بگردید، و سپس در اینترنت برای ویژگی ها و داده ها جستجو کنید، این یک روش بسیار شایسته برای انجام کارها است. با پیروی از دستورالعمل ها، نحوه بررسی گیرنده IR خودتان.

نمودار از مجله "تکنسین جوان".

یک جهت جالب در الکترونیک رادیویی، که این الکترونیک را با مزایای جدید نور "نامرئی" (نور مادون قرمز) تکمیل کرده است. بنابراین من مداری از یک گیرنده و فرستنده ساده (به عنوان مثال) بر اساس اشعه مادون قرمز را پیشنهاد می کنم. اساس: تقویت کننده عملیاتی k140ud7 (من در اینجا ud708 دارم)، دیودهای نوری مادون قرمز ساطع و دریافت می کند، ULF (k548un1a (b,c - شاخص ها) - برای دو کانال) (البته محل "روشن کردن" کانال دوم تقویت کننده حداکثر است. شما - مدار فرستنده برای یک کانال طراحی شده است، یعنی مونو). منبع تغذیه دستگاه: من به طور کلی آن را با تثبیت جریان مناسب توصیه می کنم (در غیر این صورت آداپتور "شبکه" پس زمینه "شبکه" را تحریک می کند). روش: سیگنال مدوله شده با دامنه فرستنده توسط گیرنده 1000 بار تقویت می شود.

نحوه کار دستگاه پیشنهاد می‌کنم ویدیوی کوتاهی را تماشا کنید که کنترل از راه دور مادون قرمز "با گوش" را آزمایش می‌کند. می توانید به سرعت عملکرد و قدرت سیگنال را با صدا بررسی کنید.

گیرنده IR و مدار فرستنده IR

هنگام مونتاژ، خازن های C1 و C2 باید تا حد امکان به تقویت کننده نزدیک باشند! می توانید هدفون های امپدانس بالا را به خروجی متصل کنید (آنهایی که امپدانس پایین دارند نیاز به ULF جداگانه دارند). Photodiode FD7 (من FD5 دارم.. نوعی "قرص" با لنز فوکوس - نام دقیق را به خاطر ندارم). مقاومت 0.125W: R1 و R4 ضریب تقویت سیگنال را 1000 بار تنظیم می کنند. تنظیم گیرنده آسان است: یک فتودیود به منبع تابش IR هدایت می شود، به عنوان مثال، یک لامپ 220 ولت تا 50 هرتز: رشته با فرکانس 50 هرتز یا یک کنترل از راه دور تلویزیون (فیلم و غیره) فونت می شود. حساسیت گیرنده بالا است: به طور معمول سیگنال های منعکس شده از دیوارها را دریافت می کند.

فرستنده دارای ال ای دی های IR AL107a است: هر کدام از آنها قابل انجام است. R2 2 کیلو اهم، C1 1000μFx25V، C2 200μFx25V، هر ترانسفورماتور نیز. اگرچه انجام بدون ترانسفورماتور کاملاً امکان پذیر است - سیگنال صوتی تقویت شده را به خازن C2 ارائه دهید.

نمودار دستگاه

اخیراً از روی ناچاری، یک گیرنده IR برای تست کنترل از راه دور IR (تلویزیون و دی وی دی) مونتاژ کردم. بعد از نهایی کردن مدار، یک مونو ULF TDA7056 نصب کردم. این تقویت کننده دارای ویژگی های بهره خوبی در حدود 42 دسی بل است. در محدوده ولتاژ 3 ولت تا 18 ولت کار می کند که به گیرنده IR اجازه می دهد حتی در ولتاژ 3 ولت کار کند. محدوده بهره TDA از 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز (UD708 تا 800 کیلوهرتز عبور می کند) برای استفاده از گیرنده به عنوان همراه صوتی کاملاً کافی است. دارای حفاظت اتصال کوتاه در تمام "پاها"؛ محافظت در برابر "گرمای بیش از حد"؛ ضریب تداخل خود ضعیف به طور کلی، من این ULF جمع و جور و قابل اعتماد را دوست داشتم (قیمت ما 90 روبل است).
وجود دارد به او با توضیحات مفصل. شکل 1 نمونه ای از استفاده از تقویت کننده را نشان می دهد.

عکس TDA7056

شکل 1. مدار تقویت کننده با TDA7056

نتیجه یک گیرنده IR، شکل 2 است که در محدوده ولتاژ 3 تا 12 ولت کار می کند. توصیه می کنم برای تغذیه گیرنده از باتری یا باتری های قابل شارژ استفاده کنید. هنگام استفاده از منبع تغذیه، یک منبع تثبیت شده مورد نیاز است، در غیر این صورت پس زمینه شبکه 50 هرتز شنیده می شود که UD708 را تقویت می کند. اگر دستگاه در نزدیکی منبع ولتاژ شبکه یا انتشار رادیویی قرار گیرد، ممکن است تداخل ایجاد شود. برای کاهش تداخل، باید خازن C5 را در مدار قرار داد. TDA7056 برای یک بلندگوی خروجی 16 اهم طراحی شده است، متأسفانه من آن را ندارم. من مجبور شدم از یک اسپیکر 4 اهم 3 وات استفاده کنم که از طریق یک مقاومت یک وات 50 اهم وصل می شد. مقاومت خیلی کم سیم پیچ بلندگو باعث افزایش قدرت و گرم شدن بیش از حد تقویت کننده می شود. به طور کلی، به دلیل مقاومت اضافی، ULF گرم نمی شود، اما تقویت کاملا قابل قبولی را ارائه می دهد.

شکل 2. مدار گیرنده IR با ULF

عکس گیرنده IR

در این درس به اتصال گیرنده IR به آردوینو خواهیم پرداخت. ما به شما می گوییم که از کدام کتابخانه باید برای گیرنده IR استفاده شود، طرحی برای آزمایش عملکرد گیرنده مادون قرمز از یک کنترل از راه دور نشان می دهیم و دستورات در C++ را برای دریافت سیگنال کنترل تجزیه و تحلیل می کنیم.

دستگاه گیرنده IR. اصل عملیات

گیرنده های اشعه مادون قرمز به دلیل داشتن آنها به طور گسترده ای در فناوری الکترونیک استفاده می شود قیمت مقرون به صرفه، سادگی و سهولت استفاده. این دستگاه ها به شما این امکان را می دهند که دستگاه ها را با استفاده از کنترل از راه دور کنترل کنید و تقریباً در هر نوع تجهیزاتی یافت می شوند.

اصل عملکرد یک گیرنده IR پردازش سیگنال از کنترل از راه دور

گیرنده IR در آردوینو قادر به دریافت و پردازش سیگنال مادون قرمز در قالب پالس هایی با مدت زمان و فرکانس معین است. به طور معمول، یک گیرنده IR دارای سه پایه است و از عناصر زیر تشکیل شده است: یک دیود نوری پین، یک تقویت کننده، یک فیلتر باند گذر، یک آشکارساز دامنه، یک فیلتر یکپارچه و یک ترانزیستور خروجی.

تحت تأثیر تابش مادون قرمز در یک فتودیود، که بین صو nمناطق یک ناحیه اضافی از نیمه هادی ایجاد کردند ( من-region)، جریان شروع به جریان می کند. سیگنال به یک تقویت کننده و سپس به یک فیلتر باند گذر می رود که گیرنده را از تداخل محافظت می کند. تداخل می تواند توسط هر وسیله خانگی ایجاد شود.

فیلتر باند گذر روی یک فرکانس ثابت تنظیم شده است: 30; 33; 36; 38; 40 و 56 کیلوهرتز برای اینکه سیگنال ریموت کنترل توسط گیرنده آردوینو IR دریافت شود، ریموت کنترل باید در همان فرکانسی باشد که فیلتر موجود در گیرنده IR روی آن تنظیم شده است. پس از فیلتر، سیگنال به یک آشکارساز دامنه می رود که فیلتر و ترانزیستور خروجی را یکپارچه می کند.

نحوه اتصال گیرنده IR به آردوینو

محفظه گیرنده های مادون قرمز حاوی یک فیلتر نوری برای محافظت از دستگاه در برابر میدان های الکترومغناطیسی خارجی است. برای اتصال گیرنده IR به آردوینو UNO از سه پایه استفاده می شود که به پورت های GND، 5 ولت و A0 متصل می شوند.

برای این درس به جزئیات زیر نیاز داریم:

• برد آردوینو Uno;
• تخته نان;
• کابل USB؛
• گیرنده IR;
• کنترل از راه دور؛
• 1 LED؛
• 1 مقاومت 220 اهم؛
• سیم های "folder-folder" و "folder-female".

نمودار اتصال گیرنده IR به پورت آنالوگ آردوینو

گیرنده IR را طبق نمودار و LED ها را به پین ​​های 12 و 13 وصل کرده و طرح را آپلود کنید.

#شامل // کتابخانه را برای گیرنده IR وصل کنید IRrecv irecv(A0); // نشان دهنده پینی است که گیرنده IR به آن متصل استنتایج decode_results. تنظیم void () // راه اندازی رویه ( irrecv.enableIRIn (); // شروع به دریافت سیگنال مادون قرمز کنید pinMode (13، OUTPUT)؛ // پین 13 خروجی خواهد بود pinMode (12، OUTPUT)؛ // پایه 12 خروجی خواهد بود pinMode (A0، INPUT)؛ // پین A0 ورودی خواهد بود (eng. "input") Serial.begin(9600); // مانیتور پورت را وصل کنید) حلقه خالی () // حلقه رویه (اگر (irrecv.decode (&نتایج)) // اگر داده ها رسیده است، دستورات را اجرا کنید( سریال .println(results.value); // داده های دریافتی را به پورت ارسال کنید // بسته به سیگنال دریافتی LED ها را روشن و خاموش کنید if (results.value == 16754775) ( digitalWrite (13, HIGH); ) if (results.value == 16769055) ( digitalWrite (13, LOW); ) if (results.value == 16718055) (digitalWrite (12, HIGH ) if (results.value == 16724175) ( digitalWrite (12, LOW ); ) irrecv.resume (); // سیگنال بعدی را روی گیرنده IR دریافت کنید } }

توضیحات برای کد:

1. کتابخانه IRremote.h شامل مجموعه ای از دستورات است و به شما امکان می دهد طرح را ساده کنید.
2. دستور decode_results نتایج نام متغیر را به سیگنال های دریافتی از کنترل از راه دور اختصاص می دهد.

به چه نکاتی باید توجه کرد:

1. برای اینکه بتوانید گنجاندن LED را کنترل کنید، باید مانیتور پورت را روشن کنید و بفهمید که چه سیگنالی توسط این یا آن دکمه روی کنترل از راه دور ارسال می شود.
2. داده های به دست آمده باید در طرح وارد شود. اگر (results.value == 16769055) کد هشت رقمی در طرح را پس از علامت مساوی دوتایی به کد خود تغییر دهید.

دستگاه گیرنده IR، عملیات و تست

گیرنده های IR اشعه مادون قرمز در تلویزیون، لوازم خانگی، تجهیزات پزشکی و سایر تجهیزات گسترده شده اند. تقریباً در هر شکلی دیده می شوند تکنولوژی الکترونیکی، آنها را با استفاده از کنترل از راه دور کنترل کنید.

عملکرد و بلوک دیاگرام گیرنده IR

به طور معمول، یک میکرومجموعه گیرنده IR حداقل سه پایه دارد. یکی رایج است و به منبع تغذیه منهای متصل است GND، دیگری به مثبت V sو سومی خروجی سیگنال دریافتی است بیرون.

برخلاف یک دیود نوری استاندارد IR، یک گیرنده IR نه تنها قادر به دریافت، بلکه پردازش سیگنال مادون قرمز به شکل پالس هایی با فرکانس ثابت و مدت زمان معین است. این دستگاه را در برابر هشدارهای کاذب، تشعشعات پس‌زمینه و تداخل سایر لوازم خانگی که در محدوده IR منتشر می‌کنند محافظت می‌کند. تداخل به اندازه کافی قوی برای گیرنده می تواند توسط لومینسنت ایجاد شود لامپ های کم مصرفدارای مدار بالاست الکترونیکی

ریز مونتاژ گیرنده تابش IR معمولی شامل: دیود نوری پین، تقویت کننده متغیر، فیلتر باند گذر، آشکارساز دامنه، فیلتر یکپارچه، دستگاه آستانه، ترانزیستور خروجی است.

یک فتودیود PIN از خانواده فوتودیودها است که در آن ناحیه دیگری از نیمه هادی خود (منطقه i) بین مناطق n و p ایجاد می شود - این اساساً لایه ای از نیمه هادی خالص بدون ناخالصی است. این است که به دیود پین ویژگی های خاص خود را می دهد. در حالت عادی، هیچ جریانی از طریق فتودیود PIN جریان نمی یابد، زیرا در جهت مخالف به مدار متصل می شود. هنگامی که جفت الکترون-حفره در ناحیه i تحت تأثیر تابش IR خارجی ایجاد می شود، جریان شروع به عبور از دیود می کند. که سپس به یک تقویت کننده متغیر می رود.

سپس سیگنال تقویت کننده به یک فیلتر باند گذر می رود که از تداخل در محدوده IR محافظت می کند. فیلتر باند گذر روی یک فرکانس کاملاً ثابت تنظیم شده است. معمولاً از فیلترهایی استفاده می شود که روی فرکانس 30 تنظیم می شوند. 33; 36; 36.7; 38; 40; 56 و 455 کیلوهرتز. برای اینکه سیگنال ساطع شده توسط کنترل از راه دور توسط گیرنده IR دریافت شود، باید با همان فرکانسی که فیلتر پیکربندی شده است مدوله شود.

پس از فیلتر، سیگنال به یک آشکارساز دامنه و یک فیلتر یکپارچه می رود. دومی برای جلوگیری از انفجارهای کوتاه سیگنال تکی که ممکن است در اثر تداخل ظاهر شوند ضروری است. سپس، سیگنال به دستگاه آستانه و ترانزیستور خروجی می رود. برای عملکرد پایدار، بهره تقویت کننده توسط یک سیستم کنترل بهره خودکار (AGC) تنظیم می شود.

محفظه های ماژول های IR از شکل خاصی ساخته شده اند که تمرکز تابش دریافتی را بر روی سطح حساس فتوسل تسهیل می کند. مواد محفظه تابش را با طول موج کاملاً تعریف شده از 830 تا 1100 نانومتر منتقل می کند. بنابراین، دستگاه از یک فیلتر نوری استفاده می کند. برای محافظت از عناصر داخلی در برابر تأثیرات خارجی. در زمینه ها از صفحه نمایش الکترواستاتیک استفاده می شود.

بررسی گیرنده IR

از آنجایی که گیرنده سیگنال IR یک میکرومجموعه تخصصی است، برای اطمینان از عملکرد آن لازم است یک ولتاژ تغذیه به ریزمدار اعمال شود، معمولاً 5 ولت. مصرف فعلی حدود 0.4 - 1.5 میلی آمپر خواهد بود.

اگر گیرنده سیگنالی دریافت نکند، در مکث های بین انفجار پالس ها، ولتاژ در خروجی آن عملاً با ولتاژ تغذیه مطابقت دارد. بین است GNDو پین خروجی سیگنال را می توان با استفاده از هر اندازه گیری کرد مولتی متر دیجیتال. همچنین توصیه می شود جریان مصرف شده توسط میکرو مدار اندازه گیری شود. اگر از استاندارد فراتر رفت (به کتاب مرجع مراجعه کنید)، به احتمال زیاد میکرو مدار معیوب است.

بنابراین، قبل از شروع تست ماژول، حتما پین اوت خروجی های آن را مشخص کنید. معمولاً این اطلاعات را می‌توان در مگا دایرکتوری دیتاشیت‌های الکترونیکی ما یافت. با کلیک بر روی عکس سمت راست می توانید آن را دانلود کنید.

بیایید آن را در تراشه TSOP31236 بررسی کنیم. خروجی مثبت از بلوک خانگیمنبع تغذیه را به ترمینال مثبت ماژول IR (Vs) و منبع تغذیه را به ترمینال GND وصل می کنیم. و سومین پایه OUT را به پروب مثبت مولتی متر وصل می کنیم. پروب منفی را به سیم مشترک GND وصل می کنیم. مولتی متر را روی حالت ولتاژ DC در 20 ولت قرار دهید.

به محض اینکه بسته هایی از پالس های مادون قرمز از میکرومجموعه IR شروع به رسیدن به فوتودیود می کنند، ولتاژ در خروجی آن چند صد میلی ولت کاهش می یابد. در این حالت، به وضوح قابل مشاهده خواهد بود که چگونه مقدار روی صفحه مولتی متر از 5.03 ولت به 4.57 کاهش می یابد. اگر دکمه کنترل از راه دور را رها کنیم، صفحه نمایش دوباره 5 ولت را نشان می دهد.

همانطور که می بینید، گیرنده تابش IR به سیگنال کنترل از راه دور به درستی پاسخ می دهد. یعنی ماژول اوکی است. به روشی مشابه، می توانید هر ماژول را در یک طراحی یکپارچه بررسی کنید.