Дистанционное управление по ИК

Устройство и характеристики ИК-приёмника

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.

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.

Структурная схема ИК-модуля

Микросхема приёмника ИК-излучения включает:

• PIN-фотодиод

• Регулируемый усилитель

• Полосовой фильтр

• Амплитудный детектор

• Интегрирующий фильтр

• Пороговое устройство

• Выходной транзистор

Структурная схема ИК-модуля

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

ИК-Фотодиоды

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 здесь.

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.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Устройство динистора.

• Как купить радиодетали в интернете?

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 таймере NE555 по приведенной ниже схеме.

 Источник 

Похожие записи:

В наше время уже тяжело представить себе какое-либо устройство без пульта дистанционного управления.

История изобретения пульта ДУ весьма противоречива и, судя по-всему, так уже и останется тайной…

По одной из версий первые эксперименты были предприняты немцами еще в конце 30-х годов прошлого века. Первая система дистанционного управления состояла из громозкого устройства со сложной электронной начинкой, соединенным с самим устройством проводами. В дальнейшем (в середине 70-х годов) для передачи сигнала на расстояние стал использоваться ультразвук, а в конце все тех-же 70-х было предложено использовать и СВЧ-радиосигнал.

В 1974 году фирмой GRUNDIG был выпущен первый телевизор, где впервые было использован принцип передачи сигнала при помощи ИК лучей, который с большим успехом применяется и по наше время…

Принцип работы пультов ДУ следующий:

В основу каждого пульта положен генератор импульсов, работающий в частотном диапозоне между 30 и 40 кГц, сигнал которого промодулирован кодом той или иной команды. Для наглядности рассмотрим график:

как видно из рисунка, сигнал от пульта ДУ имеет довольно сложную форму:

В начале проходит пусковой импульс, который запускает систему дешифрации в приемном устройстве, затем следует коды самого сигнала, соответствующие определенной команде в цифровом виде и затем закрывающий стоп-импульс, который останавливает работу дешифратора в приемнике.

Данная система кодировок была впервые внедренена фирмой PHILIPS и получила название RC-5.

Причем генератор в самом пульте включается лишь только после поступления команды (нажатия любой кнопки), без команды генератор не работает, находясь в режиме ожидания.

С целью защиты от ложных срабатываний практически во всех пультах предусмотрена также блокировка генератора при одновременном нажатии более чем на одну кнопку одновременно (если только это не предусмотренно конструкцией пульта или характеристиками телевизора).

В настоящее время по этой системе кодирования работают микросхемы SAA3010, применяемые в таких распространенных моделях телевизоров как RUBIN, HORIZONT, ROLSEN ( некоторые модели), LG.

Отсюда и взаимозаменяемость некоторых пультов…

Методика проверки пульта дистанционного управления.

В принципе работоспособность пульта можно проверить и без применения приборов в домашних условиях:

Вариант1: ИК сигнал, передаваемый пультом можно увидеть при помощи видеокамеры любого мобильного телефона.

Вариант2: на время ремонта можно заменить ИФК-светодиод обычным светодиодом (красным например).

Для более точного определения ремонта, а также подбора аналогов существуют специальные приборы- мультидекодеры, которые определяют микросхему, входящую в состав пульта, а также ее прошивку( кодировку команд).

Прибор для проверки пультов.

Представленная схема тестера ИК-сигналов предназначена для проверки работы инфракрасного пульта дистанционного управления. Схема основана на идее подключения пьезозуммера непосредственно к ИК-приемнику.

Работа пульта ДУ оценивается по характерному звуку зуммера. Схема очень чувствительна и способна работать на расстоянии до нескольких метров.

• 
• 
• 

• 
• 
• 

ИК-приемник TSOP1738 принимает, усиливает и демодулирует ИК-сигнал пульта дистанционного управления и вырабатывает выходной сигнал с частотой около 700 Гц. Пьезозуммер подключен к выходу, что позволяет слышать сигнал. Все остальные компоненты необходимы для получения стабилизированного напряжения 5 В из 9 В источника питания.

Вместо TSOP1738 можно использовать другой аналогичный приемник, также можно работать с другой несущей частотой, отличающейся от 38 КГц. Схема будет работать, даже если имеется некоторое несоответствие между номинальными несущими частотами приемника и передатчика, но тогда дальность действия уменьшится. Но все равно этого достаточно для того, чтобы определить работоспособность пульта.

Ремонт пультов ДУ.

Разборка.

В самом начале вынимаем батарейки, затем смотрим в батарейном углублении наличие крепежных винтов. Они могут находиться под наклейками. Проведите по наклейке отверткой, если она где то продавится, значит, под ней есть винт. Осматриваете весь корпус на наличие винтов. Если есть, откручиваете все и разделяете корпус на две половинки. Корпус дополнительно к винтам может быть на защелках. Если винтов нет, то весь корпус собран только на защелках. Бывает, дополнительно еще и проклеен, но не паникуйте, все разбирается.

Берем любой нож и кончик аккуратно просовываем в щель посредине корпуса и пытаемся раздвинуть половинки до появления щелчка. Щелчок говорит о том, что одна из защелок открылась. Здесь важно найти и расцепить первую защелку, остальные пойдут проще. Старайтесь делать все аккуратно, чтобы не сломать защелки, а если даже одну-две сломаете, не беда, пульт от этого хуже закрываться не будет, в крайнем случае легко подклеивается каплей любого суперклея. Также можно разъединить двумя тонкими отвертками, или совместить нож и отвертку.

Если Вы разбираете пульт первый раз, то предпочтительнее работать ножом и отверткой. Вначале кончик отвертки подсовываете в щель, между половинками корпуса и, медленно, продвигая отвертку вдоль корпуса, ищите первую защелку. Как только Вы ее нашли, отщелкиваете, но отвертку оставляете воткнутой возле защелки, и уже далее продолжаете работать кончиком ножа. Когда ножом дойдете к следующей защелке, можно вставить вторую отвертку и продолжать движение кончиком ножа, или продолжить движение первой отверткой. Во общим делайте так, как Вам удобнее.

Дальше вынимаете плату и резиновую накладку с кнопками. В батарейном отсеке есть прорези, в которые вставляются пружинные контакты батареек. Перед тем как извлечь печатную плату, запомните как они стоят в пазах, чтобы при сборке не возникло вопросов. В большинстве случаев, эти контактные пружины припаяны на плату и по другому не вставите.

Все, пульт разобран.

Чаще всего причиной неисправности пульта ДУ являются два фактора:

износ клавиатуры (точнее сказать токопроводящего слоя на кнопках) и

механические повреждения: нарушение пайки или отрыв светодиода, кварцевого частотозадающего резонатора, которые можно заменить и самостоятельно.

В случае износа наиболее приемлемы два варианта:

Можно попытаться или восстановить токопроводящий слой или просто переклеить токопроводящие «пятачки».

В первом случае рекомендуется зачистить «пятачки» чем-нибудь острым (для получения шероховатой поверхности) и затем натереть контакты на резинке мягким карандашом.

Во втором случае (с переклейкой) нужно будет приобрести ремкомплект- набор новых «пятачков» с клеем.

Старые контакты перед этим необходимо аккуратно срезать.

При невозможности приобрести ремкомплект можно на контактные площадки приклеить кусочки фольги.

В общем главная задача- воостановить контактный слой…

В случае механических повреждений, как уже и было сказано выше, следует просто заменить оторвавшиеся детали (светодиод или кварцевый резонатор)

Пытаться надращивать обломанные контакты бессмысленно! Проще заменить неисправный элемент новым.

После замены деталей на исправные их желательно приклеить к основной плате: это поможет избежать в дальнейшем неприятностей, связанных с падением пульта.

Способ 1. Суперклей и квадратики из фольги.

С помощью клея аккуратно наклейте на контактные площадки “коврика” кусочки фольги. Фольгу можно взять от конфет (чистую), шоколадки, а лучше от пачки сигарет. Алюминиевая фольга с бумажным основанием из сигаретных пачек приклеивается достаточно надежно и просто любым клеем типа В«МоментВ» или суперклеем из маленьких тюбиков. Пятачки можно сделать как квадратные, так и круглые. Можно воспользоваться дыроколом подходящего диаметра. В результате должно получиться как-то вот так.

• 
• 

• 
• 

Способ 2.

Полоску длиной 5-7 см двустороннего скотча нужно наклеить на фольгу, обрезать края фольги, где нету скотча. Затем фольгу со скотчем «пропускаем» через дырокол столько раз, сколько кнопок нам нужно отремонтировать или используем ножницы. Еще можно применить сломанную телескопическую антенну. Берется подходящее по диаметру звено и на стекле высекаются кружочки. Когда кружочки готовы, наклеиваем на нерабочие площадки кнопок пульта. Можно не заморачиваться с кружочками а вырезать квадраты.

Дополнительно, можно осторожно, острым лезвием срезать слой токопроводящей резины с кнопок перед наклейкой. Обычно это слой примерно 0,5-1,0 мм.

Грязь.

• 
• 

• 
• 

Ну, и наконец- самое распространенное явление- это загрязнение внутренней поверхности пультов, которое так-же приводит к потери работоспособности. Выражется это, как правило, в виде липкой грязи на плате пульта, избавиться от которой можно при помощи растворителя (лучше всего ацетона)

Информация по настройке некоторых универсальных пультов.

Нажать SET удерживая ее нажать POWER. ( ввести в режим. )

Пульт будет перебирать команду вкл ( или выкл) , с промежутком около 2-3 сек, мигая светодиодом.

Как тв выключится (включится) нажать SET, проверить совпадение кнопок.

Если не устраивает, снова ввести в режим автопоиска, и тд. .

Более быстрый способ:

Ввести в режим, и нажимать кнопку громкости UP(DOWN), как на экране появится бегунок громкости нажать SET, проверить остальное.

Не устраивает снова в режим и так далее.

ВСЁ.

Включите телевизор

Нажмите на пульте и удерживайте кнопку SETUP или Set (что означает настройка), до тех пор, пока красный светодиодный индикатор не будет светиться постоянно.

Направьте пульт на экран телевизора и нажимайте на кнопку Vol + (т.е. увеличение громкости). Правильно, когда на каждое нажатие кнопки индикатор реагирует (мигает). С каждым нажатием пульт посылает сигнал телевизору о выполнении задачи, используя разный код.

Когда пульт найдет код вашего телевизора, на экране появится шкала громкости. Нажмите кнопку SETUP (Set) для запоминания.

После этого необходимо проверить, может ли универсальный пульт управлять вашим телевизором, если нет, то настройку необходимо повторить.

ПРИМЕЧАНИЕ: В случае если на вашем всепригодном пульту нет кнопки с заглавием «SET» то наверное у вас пульт функциональный и настраивается на ТВ, dvd плеер, спутниковую тарелку и тому подобное. В этой ситуации надо сразу надавить заместо клавиши «SET» иную клавишу. К примеру коль скоро вы настраиваете пульт под телек , то в одно и тоже время давите на клавишу «TV» и клавишу (включения-выключения) ТВ.Пульт ДУ для компьютера.

Кто не мечтает управлять компьютером с пульта дистанционного управления? Всем когда-нибудь приходила в голову эта мысль. К многочисленному удивлению это реально и очень легко. Устройство приема сигналов с любого пульта управления для компьютера собирается из 5!! радиолюбительских деталей и в наладке не нуждается (при правильном монтаже).

Для изготовления приемника сигналов (WinLIRC) с пульта дистанционного управления Вам понадобится:

— Резистор сопротивлением 4,7Kom;

— Конденсатор 4,7ВµF (6,10,16,50v) вольтаж не имеет значения;

— Диод 1N4148 или аналог (КД522, КД521);

— Стабилизатор напряжения 78L05 или аналог (отечественный КРЕН5);

— Приемник инфракрасный TK-19 или аналог (SFH506-38 и прочие).

При выборе приемника инфракрасного, посмотрите распиновку! Всю спаянную конструкцию монтируем в корпус COM (RS-232), она идеально туда становится. Монтаж навесной.

• 
• 
• 

• 
• 
• 

Пульт дистанционного управления можно брать любой. Я для начала купил специальный пульт ДУ на 42 кнопки, но из них часто использовалось реально только около 10ти, исходя из чего, перешел на более компактный пульт ДУ от фоторамки.

Информация по пультам в архиве.

https://yadi.sk/d/rHyhUZdR39iMnP

ЗЫ: Взял где взял, обобщил и добавил немного.

Простите за качество некоторых картинок (чем богаты).

Берегите себя и своих близких!

144Используемые источники:

• https://go-radio.ru/ir-receiver.html
• http://fornk.ru/404-sxema-ik-priemnika-dlya-distancionnogo-upravleniya-elektricheskimi-priborami/
• https://pikabu.ru/story/pult_distantsionnogo_upravleniya_4767364