红外遥控原理
1 红外线简介2 调制3 发送4 接收
1 红外线简介
红外线(Infra-Red Light) 红外线实际上是带有特定颜色的普通光线,人类无法看到这种颜色,它的波长约为950纳米,低于可见光谱。这就是为什么选择IR作为远程控制的原因之一,另一个原因是红外发光二极管很容易制造、造价低廉。
虽然人类看不到遥控器发出的红外线光,但是不意味着我们不能让它可见,摄像机和数码相机可以“看到”红外线,在相机下,遥控器对着相机,按下任何按钮都能看到LED闪烁。
但是太阳是所有光源中最亮的,而且还有其他光源比如:灯泡、蜡烛等等,甚至人体也可以发出红外线。事实上所有辐射热量的东西都会辐射红外线,所以我们需要一些措施,让我们发出的红外信息无误的传递给接受端。
2 调制
将需要传递的信号调制到载体频率上便可以让我们的信号脱颖而出。通过调制,我们使红外光源以特定的频率闪烁。红外接收器将被调到那个频率,所以它可以忽略其他一切。你可以把这种眨眼看作是吸引接收者的注意力。即使在明亮的白天,我们人类也会立即注意到建筑工地上黄灯的闪烁。
在上图中,可以看到驱动左侧发射器红外LED的调制信号。检测到的信号从另一边的接收器发出。
在串行通信中,我们通常说“marks”和“space”。“space”是默认信号,在发送端下代表是关闭状态。在“space”状态期间不发光。在信号的“marks”状态期间,IR光以特定的频率脉动开和关。消费电子产品通常使用30kHz到60kHz之间的载波频率。不过最常见的是38kHz。
在接收器端,“space”通常由接收器输出的高电平表示。“marks”由低电平表示。
请注意,“marks”和“space”不是我们想要传输的1和0。“marks”和“space”以及1和0之间的真正关系取决于所使用的协议。
3 发送
手机上很少使用石英晶体,因为很容易摔坏;陶瓷晶体更适合,虽然相比于石英晶体没那么准确,但是它可以承受更大的物理冲击。
通过LED的电流可以从100mA ~ 1A。为了获得可接受的控制距离,LED电流必须尽可能的高,从LED参数、电池寿命和最大控制距离之间权衡。之所以需要高,是因为驱动LED的脉冲非常短。LED内的平均功耗和最大峰值电流不应该超过其最大值。将载波信号的脉冲占空比降低到1/3甚至1/4是非常常见的。这样可以减少功耗需求。
红外发送LED的标称压降为1.1V。
4 接收
接收端的放大器会设置非常高的增益,系统很容易开始震荡,必须在接收器电源连接附近放置一个至少22uF的电容以便对电源线去耦,一些数据手册建议电源串联一个330Ω的电阻,以进一步将电源和电路其他部分去耦。