Ик пульт дистанционного управления: Принцип работы ИК пульта управления

Содержание

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 h31. 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 кодированной 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, настроенный 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:

JVC
ITT
Mitsubishi
Nokia NRC17
Philips RC6
Phiilps RC-MM
Philips RECS80
RCA Protocol
Samsung
Sharp
Sony SIRC
X-Sat Protocol

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. Оптоволоконные линии связи используют ИК излучение ближней и средней области спектра (некоторые и видимого) для передачи данных.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)
Беспроводная передача данных в инфракрасном диапазоне

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

PERCo -AU-01 ИК-пульт дистанционного управления контроллером замка -CL02: Системы СКУД

Каталог
Проектное оборудование
Системы СКУД
Система контроля доступа PERCO
Контроллеры PERCO
PERCo-AU-01

Ограничение заказа:
Для данного товара действуют ограничения: Общая сумма заказа должна быть более 3 т.р.
Наличие:
Наличие и срок поставки уточняйте у менеджеров
Оставить отзыв
Описание
00″>Доставка
Документация
Отзывы
Консультация
ИК-пульт дистанционного управления контроллером замка PERCo-CL02. Комплект поставки: Пульт, батарейки ААА – 2 шт.
Краткое описание:
Назначение: ИК-пульт ДУ лужит для дистанционного управления режимами работы контроллера двери. Пульт ДУ предназначен для использования совместно с выносным блоком индикации с ИК-приемником PERCo-AI01.
Основные особенности PERCo-AU-01:
Пульт ДУ по устойчивости к воздействию климатических факторов соответствует условиям УХЛ4.2 по ГОСТ 15150-69 (для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями).

Эксплуатация пульта ДУ допускается при температуре окружающего воздуха от +1°С до +40°С и относительной влажности воздуха от 40 до 80% при +25°С.

Хранение пульта ДУ допускается в закрытых помещениях при температуре окружающего воздуха от +1°С до +40°С и относительной влажности воздуха до 98% при +25°С.

Питание пульта ДУ осуществляется от двух батареек типа ААА, напряжением 1,5 В.

Не допускается эксплуатация пульта ДУ от других источников питания.

Пульт ДУ в оригинальной упаковке предприятия-изготовителя допускается транспортировать только в закрытом транспорте (самолетах, железнодорожных вагонах, контейнерах, закрытых автомашинах, трюмах и т.д.).

Технические характеристики:

Дальность передачи команды

при полностью заряженных элементах питания пульта ДУ, м

не менее 10

Масса пульта ДУ (без батареек), г

не более 100

Габаритные размеры пульта ДУ, мм

110x45x19

Ток потребления, мА

не более 10

Потребляемая мощность, Вт

не более 0,03

Номинальное значение напряжения батареек, В

1,5

Количество батареек, шт.

2

Средний срок службы, лет

8

Документация:
( I nfra R ed remote control) Портативное беспроводное устройство, используемое для управления аудио-, видео- и другим электронным оборудованием в помещении с помощью световых сигналов в инфракрасном (ИК) диапазоне. Инфракрасный свет требует прямой видимости до места назначения. Пульты начального уровня используют только один передатчик на конце устройства и должны быть направлены непосредственно на оборудование. Высококачественные пульты имеют три или четыре мощных ИК-передатчика, установленных под разными углами, чтобы осыпать комнату сигналами.
Используя очень низкие скорости передачи данных, обычно не превышающие 1000 бит/с, инфракрасные пульты дистанционного управления отправляют разные коды для каждой функции телевизора, DVD, аудио/видео-ресивера и т. д. Существуют сотни пультов дистанционного управления. управляющие коды для аудио/видео устройств, произведенных в разные годы. Программируемый пульт можно настроить, выбрав встроенные наборы кодов, загрузив наборы кодов из Интернета или научив пульт принимать сигналы от другого портативного пульта.
В домашних кинотеатрах ИК-приемники обычно используются для управления компонентами в шкафу с закрытыми дверями, которые препятствуют прямой видимости, необходимой для инфракрасного излучения. ИК-датчик расположен рядом с телевизором и подключен к ресиверу, который может находиться на расстоянии нескольких футов в стойке для оборудования. В ресивере есть усилитель и «ИК-бластер», который направляет ИК-сигналы на все компоненты, отражаясь от закрытых дверей шкафа. Приемник также имеет разъемы для нескольких ИК-излучателей (ИК-мигалок), которые подключаются к ИК-датчикам и наклеиваются непосредственно на них для точного наведения.
Высококачественные пульты дистанционного управления сторонних производителей используют радиочастоты (RF) вместо инфракрасного. Такие пульты не должны быть направлены и даже находиться в одной комнате, но для них требуется базовая станция, которая принимает РЧ и преобразует его в ИК (см. Пульт дистанционного управления РЧ). См. раздел Дистанционное управление Wi-Fi.
Высококачественный ИК-пульт MX-850 от Universal Remote Control (www.universalremote.com) передает ИК и РЧ одновременно. В таких высококлассных пультах дистанционного управления, как этот, используется несколько ИК-передатчиков для обеспечения широкого охвата. Запрограммированные через ПК для облегчения сложных задач, зеленые клавиши «M» были назначены макросам для включения нескольких устройств. Функции синих клавиш «L» были изучены путем передачи ИК-сигналов от оригинальных пультов дистанционного управления на MX-850. См. Радиочастотное дистанционное управление. ИК-излучатель ИК-излучатель (слева) наклеен на ИК-датчик этого проигрывателя DVD/VHS. Провод ведет к базовой станции Home Theater Master RF, которая принимает радиосигналы от пульта дистанционного управления и преобразует их в инфракрасный диапазон. Независимо от того, является ли пульт дистанционного управления инфракрасным или радиочастотным, сигнал обычно передается на оборудование как инфракрасный. Первый пульт “Сияние света” В 1955 году устройство Zenith Flash-Matic направляло световые лучи на датчики в углах экрана телевизора, чтобы переключать каналы и отключать звук. Поскольку в нем не использовалось инфракрасное излучение, изменение условий освещения в комнате иногда приводило к срабатыванию устройства. (Изображение предоставлено Zenith Electronics LLC.)
Расширьте возможности Flic Hub, добавив инфракрасный передатчик. Это позволяет вам управлять телевизорами, стереосистемами и практически любым другим устройством, использующим инфракрасные пульты дистанционного управления. Совместимость с Flic Hub (первого поколения) и Flic Hub LR.
Маленькая кнопка, которая может управлять практически любым подключенным устройством или службой одним нажатием. Простой интеллектуальный выключатель света, расширенный стандартный триггер или кнопка HomeKit? Выбор ваш.
Интеллектуальный выключатель света при нажатии, интеллектуальный переключатель музыки при двойном нажатии и процедура пробуждения при удержании. Никогда не бывает сложно отправить команду с помощью кнопки Flic.
Двойное нажатие
Технические характеристики
Тактильное ощущение щелчка
Улучшенное тактильное ощущение, обеспечивающее четкий отклик на кончики пальцев.
Легкий вес
Очень легкий и компактный, что делает его пригодным для любого случая использования.
3-цветный светодиод
Открывая новые возможности, когда Flic может ответить вам.
Bluetooth большого радиуса действия
Новейшая технология позволяет вдвое увеличить радиус действия по сравнению с предыдущим поколением.
3-кратный срок службы батареи
Сменная батарея со сроком службы до 3 лет.
Совместимость с HID и MIDI
Возможность подключения практически ко всему, что поддерживает Bluetooth LE.
Прилипает к любой поверхности
Многоразовый клей позволяет легко прикрепить его к любой поверхности.
Жесткая металлическая клипса
Прикрепите Flic 2 к связке ключей или куртке для удобного доступа на ходу.
Возможность персонализации с помощью наклеек
Придайте выразительности с помощью наклеек, чтобы было понятно, что делает Flic.
Сменная батарея
Flic может работать до 24 месяцев на одной батарее, но когда она разрядится, заменить ее несложно.
Отзывы покупателей
Андерс Гранхольм
«Наконец-то появилось новое поколение. Он быстрее, имеет лучший отклик, большую дальность и батарею. Я даже заставил свою жену и детей использовать их!»
Лия Норрис
«Я купила Flic 2 для моего мужа, чтобы менять ноты с его тромбона, и он одержим этим»
Дэвид Карлссон
«Интегрировать Flic с HomeKit очень просто. А возможность включить телевизор, приглушить свет и включить машину для попкорна одним щелчком мыши — просто непревзойденная возможность».
Технические характеристики
мм0126
Диапазон прямой видимости до 200 м*
Диапазон в помещении up to 50m*
Battery Life up to 3+ years
Customizable Custom Printing
Removable Stickers
Connectivity All compatible apps
LED Green, Желтый, красный
Материал поверхности Soft Touch
Зажим Жесткий металлический зажим
Размер 4
Chip Bluetooth 5 LE Long Range
Profiles Flic Protocol (multi app)
HID
MIDI
* Long range capabilities requires Flic Hub LR or other Long Range дееспособное устройство.
Нужен ли мне Flic Hub?
Flic 2 можно подключить напрямую к смартфону или к Flic Hub.

Дальность передачи команды при полностью заряженных элементах питания пульта ДУ, м	не менее 10
Масса пульта ДУ (без батареек), г	не более 100
Габаритные размеры пульта ДУ, мм	110x45x19
Ток потребления, мА	не более 10
Потребляемая мощность, Вт	не более 0,03
Номинальное значение напряжения батареек, В	1,5
Количество батареек, шт.	2
Средний срок службы, лет	8

Размер 4
Диапазон прямой видимости	до 200 м*
Диапазон в помещении	up to 50m*
Battery Life	up to 3+ years
Customizable	Custom Printing Removable Stickers
Connectivity	All compatible apps
LED	Green, Желтый, красный
Материал поверхности	Soft Touch
Зажим	Жесткий металлический зажим
Chip	Bluetooth 5 LE Long Range
Profiles	Flic Protocol (multi app) HID MIDI