Тип дистанционного управления ик что это на телевизоре

Как управлять телевизором через телефон?

Многие владельцы телевизоров (как старых, так и новых моделей) не знают, что тем можно управлять при помощи практически любого смартфона. Мобильное устройство может частично или даже полностью заменить пульт дистанционного управления. Потому при потере или поломке последнего временным, а, возможно, и постоянным решением может стать использование смартфона.

Старые телевизоры и телевизоры без Smart TV

Начнем со старых телевизоров, т.к. пульты дистанционного управления к ним довольно сложно (или вовсе невозможно) найти на рынке. Известно, что старые телеприемники управлялись исключительно через встроенный в них инфракрасный (ИК) приемник сигналов, подаваемый с ПДУ. Следовательно, чтобы управлять старой ТВ-техникой при помощи смартфона, последний должен иметь в своей конструкции ИК-передатчик.

Смартфоны со встроенным ИК-передатчиком

Моделей телефонов с передатчиком довольно много, но, к сожалению, он есть не у всех аппаратов (но даже это не проблема). ИК-порт присутствует, как правило, у смартфонов под управлением Android (в Apple-гаджетах их точно нет). Чтобы определить его наличие или отсутствие, достаточно взглянуть в верхнюю часть корпуса телефона. ИК-порт выглядит как небольшое круглое/овальное/квадратное/прямоугольное отверстие черного или темно-красного цвета. Например, вот так:

Если у телефона есть встроенный ИК-порт, пропустите следующую часть статьи.

Что делать, если в телефоне нет ИК-передатчика?

Отсутствие инфракрасного порта в конструкции самого телефона — не повод думать, что с его помощью не получится управлять телевизором. ИК-передатчик всегда можно купить и установить в любую модель смартфона. Тем более что стоит он копейки (от 50-100 руб.). Речь идет о вот таких устройствах:

Как видно, внешние инфракрасные передатчики подключаются к телефону в тот же порт, что и наушники (Jack 3.5mm). Принцип их работы прост. Смартфон генерирует аудиосигнал определенной частоты, который поступает на вход ИК-передатчика, а затем трансформируется последним в ИК-сигнал и передается на телевизор (впрочем, это может быть и кондиционер, и прочая техника с управлением от пульта).

Подобные устройства обычно используются в Android-устройствах. Для Apple-гаджетов созданы специальные ИК-передатчики, вставляющиеся в Lightning-порт (по крайней мере, в тех моделях iPhone, в которых не предусмотрен стандартный аудиопорт Jack 3.5mm). Выглядят они следующим образом:

Но, как и все производимое для айфонов оборудование, ИК-передатчики довольно дорогие. Конкретно показанные на изображении выше устройства (продукция компании Fancyphl) имели стоимость на момент написания статьи в 1350 руб. Но, скорее всего, в каком-нибудь китайском интернет-магазине можно найти ИК-передатчики для iPhone подешевле.

Как вариант, к iPhone можно попробовать подключить копеечный инфракрасный передатчик, воспользовавшись специальным переходником «Lightning to Jack 3.5mm», но это вряд ли кому-то покажется удобным.

Приложения для ИК-передатчика

Для работы инфракрасного передатчика, встроенного в смартфон или подключенного к нему, требуется специальное приложение. Оно также может быть встроено в телефон еще на заводе (только в случае с аппаратами, имеющими встроенный ИК-передатчик). Если такого приложения нет, его всегда можно скачать в Google Play Store (Android) или App Store (iPhone).

Приложений для ИК-передатчиков довольно много. Некоторые из них узкоспециализированные (например, могут управлять только телевизорами определенной марки), другие универсальные (можно использовать для управления множеством различных устройств). Зачастую, чтобы найти подходящее приложение для телевизора конкретной модели, приходится экспериментировать. Все дело в том, что разные ИК-передатчики могут по-разному генерировать управляющие сигналы — ведь это никем толком не стандартизировано.

Далее приведем примеры некоторых популярных приложений.

ZaZa Remote

Бесплатное приложение для Android и iOS-смартфонов, позволяющее управлять огромным количеством моделей всевозможной бытовой и коммерческой техники — телевизоры, кондиционеры, DVD/Blueray-плееры и даже вентиляторы с водонагревателями. Касательно телеприемников, в ZaZa Remote предусмотрена возможность выбора марки и модели — здесь их сотни, включая старые:

Управлять самим приложением несложно. Просто нужно найти в представленном списке нужную марку телевизора, а после просмотра рекламы (можно отключить за деньги) программа скачает коды управления:

Как видно из второго изображения, виртуальный пульт у приложения ZaZa Remote универсальный. Все стандартные кнопки для управления телевизором в нем присутствуют.

IR Remote Control

Более простое приложение для смартфонов под управлением Android. IR Remote Control может управлять всего несколькими марками телевизоров (не считая другие виды техники), среди которых LG, Samsung, Phillips, Sharp, Sony и Vizio. О поддержке конкретных моделей телеприемников перечисленных марок нигде не сказано. Впрочем, IR Remote Control — универсальное приложение с универсальным виртуальным пультом.

TV Remote for Sony TV

А это пример специализированного приложения для Android-смартфонов. В данном случае — для управления телевизорами производства Sony. Программу TV Remote for Sony TV можно использовать, как для старых, так и новых моделей телеприемников Sony. В первом случае управление осуществляется посредством инфракрасного передатчика, во втором — посредством Wi-Fi (функция пригодится только владельцам Smart TV от Sony).

Виртуальный пуль дистанционного управления в приложении TV Remote for Sony TV имеет более реалистичный вид:

По умолчанию программа осуществляет управление телевизорами Sony через Wi-Fi. Переключить его на работу с ИК-передатчиком можно в настройках:

Повторимся — для того, чтобы найти подходящее приложение для управления телевизором, иногда приходится поэкспериментировать. Взять, к примеру, программу TV Remote for Sony TV. Никто не дает гарантию, что она подойдет для абсолютно всех моделей ТВ-техники производства Sony. Бывает и так, что нажатие кнопок на виртуальном пульте приводит выполнению телевизором совершенного иного действия (к примеру, вместо переключения каналов убавляется громкость). Поэтому не стоит оставлять попытки поиска подходящего приложения, если первое, второе или третье не подошло конкретно для вашего случая.

Управление через смартфон телевизором со Smart TV

В случае с современными «умными» телевизорами — Smart TV — долго раздумывать об управлении с планшета или смартфона не приходится. Об этом позаботились сами производители ТВ-техники, разработав для всех мобильных платформ (Android, iOS и Windows Mobile) собственные приложения для удаленного управления. Это же относится и к ТВ-приставкам (например, Android TV), превращающим обычный телевизор в «умный».

Удаленное управление по предлагаемой производителями ТВ-техники схеме возможно только в случае, если и телевизор, и управляющее устройство (смартфон/планшет) подключены к одной локальной сети через роутер. Сам телеприемник может быть подключен к маршрутизатору посредством проводного соединения (т.е. локальным кабелем), но телефон/планшет — только по Wi-Fi-соединению (а по-другому и невозможно). Таким образом, для реализации схемы управления не обойтись без использования Wi-Fi-роутера.

Настройка подключения

Допустим, вы приобрели беспроводной маршрутизатор. Первое, что нужно сделать — подключить к нему и телевизор, и смартфон. При этом необязательно, чтобы на роутере было настроено подключение к интернету. Для решения нашей конкретной задачи — управление ТВ-техникой с телефона — интернет не требуется.

Настройку смартфона для подключения к Wi-Fi рассматривать не будем — это и так всем известно. А вот для установки связи между Smart TV и беспроводным роутером придется покопаться в настройках телевизора. Рассмотрим подключение на примере ТВ-техники Samsung, а конкретно — телевизоров R-серии:

Открываем меню настроек на телевизоре и переходим во вкладку «Общие»:

Далее идем в раздел «Сеть».

Переходим в подраздел «Открыть настройки сети».

Здесь будет предложено выбрать один из двух типов подключения — «Беспроводной» и «Кабель». Если телевизор подключается к роутеру посредством проводного соединения, выбираем второй вариант. Если же выбрать тип подключения «Беспроводной», то откроется дополнительная страница настроек, на которой нужно будет выбрать имя беспроводной сети.

После этого потребуется ввести пароль от Wi-Fi-сети (если он, конечно, задан в настройках роутера):

Спустя несколько секунд телевизор будет подключен к Wi-Fi-маршрутизатору, о чем тот сообщит.

По аналогичной схеме к Wi-Fi подключаются любая «умная» ТВ-техника, будь это телевизор или приставка Smart TV. Различия только в расположении настроек сетевого соединения в меню телеприемников.

Выбор и установка приложения на телефон

Как было отмечено выше, производители «умных» телевизоров разработали собственные приложения удаленного контроля. Все, что требуется сделать — скачать их из Google Play, App Store или фирменного магазина приложений от разработчика смартфона (например, Samsung Galaxy Store или LG Content Store).

Вот перечень приложений от известных брендов:

Samsung Smart View (для телевизоров Samsung)

LG TV Plus (для телевизоров LG)

Philips TV Remote (для телевизоров Philips)

Video & TV SideView: Remote (для телевизоров Sony)

Существуют и универсальные приложения для удаленного управления «умными» телевизорами и ТВ-приставками. Например:

AnyMote Universal Remote — приложение, позволяющее управлять не только ТВ-техникой широкого спектра производителей, но и другими устройствами, поддерживающими удаленное управление по Wi-Fi.

Android TV Remote Control. А это пример самого простого приложения для управления ТВ-приставками под управлением Android TV.

Системные требования:
ОС Windows Vista и выше, 1024 Мб ОЗУ, 350 Мб свободного пространства HDD

Пульты для дистанционного управления объектами

В общем случае пульт дистанционного управления (ПДУ, RCU) — беспроводное или проводное устройство, предназначенное для управления каким-либо механизмом, объектом или процессом на расстоянии. Все устройства ДУ подразделяются на группы:

• по способу получения электропитания: по кабелю, автономное;
• по используемому каналу для передачи управляющих сигналов: ИК, ультразвук, радио, провод, механический привод;
• по функциональности: с одним набором команд, универсальный для нескольких устройств одного производителя, программируемый (обучаемый);
• по мобильности и другим признакам.

Наиболее распространенный в настоящее время вид пультов ДУ — мобильное автономное беспроводное устройство с управлением объектами по инфракрасному каналу (ИК). Именно такой вид устройств ДУ используем в быту, когда передаем управляющие сигналы на телевизор, кондиционер, музыкальный центр, плеер и другую бытовую технику.

В первых моделях пультов присутствовал минимум управляющих элементов только для выполнения основных функций. Со временем подход изменился: современные изделия имеют полный комплект элементов управления, а сами управляемые устройства содержат их ограниченный набор.

Устройство пульта дистанционного управления

Гаджет представляет собой небольшую продолговатую пластиковую коробочку. На лицевой ее части располагаются кнопки, с помощью которых осуществляется выбор управляющей команды.

На торце устройства расположено отверстия для линзы ИК-излучателя, который непосредственно и отправляет команду на исполнение. С обратной стороны, под крышкой, располагается ниша для установки элементов питания. Как правило, это две батарейки AAA.

Если разобрать пульт, отсоединив верхнюю его часть от нижней, то мы увидим еще два элемента. Первый — печатная плата с контактными площадками и смонтированной электроникой.Второй — выполненная из мягкого эластичного материала накладка с выпуклыми кнопками управления с проводящими дисками.

Инфракрасный беспроводной пульт дистанционного управления: принцип действия

Устройство пульта и работа дистанционного управления основаны на односторонней или двусторонней передаче информации между пультом и объектом управления с помощью лучей света в инфракрасном диапазоне. Для приема и передачи сигналов применяются ИК-приемники и передатчики.

Схему с двусторонним каналом передачи информации имеют пульты, управляющие кондиционерами: на кондиционер отправляется управляющий сигнал, а обратно возвращаются параметры работы агрегата и данные о температуре.

Все остальные модели в подавляющем большинстве случаев одноканальные.

Передача и прием команд

Возьмем операцию, которая наиболее часто встречается в быту: дистанционное беспроводное управление телевизором. Первое, что делает схема пульта, определяет, какая кнопка была нажата. Принцип определения тот же, что и в компьютерной клавиатуре: сканирование матрицы размещенных кнопок. Но, в отличие от клавиатуры ПК, на ПДУ генератор сканирования находится в режиме ожидания и включается только при нажатии кнопок на пульте. Этим достигается экономное использование элементов питания.

Затем производится кодирование управляющего сигнала (команды) и передача его ИК-светодиодом. Перед передачей основного сигнала производится синхронизация передающего и приемного устройств, также на приемной стороне производится проверка соответствия кода пульта. Сама же передача будет осуществляться в течение всего времени, пока нажата управляющая кнопка.

Следует заметить, что производители электронных устройств ничем не ограничены в создании алгоритмов кодирования управляющих сигналов и используемых частот модуляции. Это приводит к тому, что часто даже однотипные модели одного производителя требуют для управления разные пульты управления.

Схема пульта дистанционного управления

Большинство схем пультов ДУ TV и других бытовых устройств в своей основе имеют основную микросхему, формирующую сигнал управления после нажатия соответствующей клавиши, усилитель сигнала и ИК-светодиод. Разница заключается лишь в наименовании и компоновке радиоэлементов внутри корпуса устройства и на печатной плате.

Микросхема представляет собой специализированный микроконтроллер, в который в процессе производства записывается программный код. Записанная программа затем уже не изменяется в течение эксплуатации. На плате располагается также кварцевый резонатор для синхронизации частоты приемника и передатчика. Усилитель сигнала входит в состав микросхемы или выполнен на отдельном элементе.

Для самостоятельного создания такого устройства, кроме радиолюбительских навыков, вам необходимо также уметь создавать программный код для микроконтроллеров.

Пульт ДУ для ПК

Пульт дистанционного управления для персонального компьютера может оказаться полезным при работе с интерфейсом, как самой операционной системы, так и при управлении функционированием различных программ. Например, управление презентациями в Power Point или воспроизведением медиа-контента в Media Center. Иногда такие пульты уже входят в комплект ПК.

Производители пультов для ПК, в отличие от TV, реализовали 2 решения: ИК и радиопульты. Дело в том, что устойчиво при управлении в инфракрасном диапазоне взаимодействует с устройством при прямой видимости и на расстоянии до 10 м, что достаточно для TV, но может оказаться неудобным для управления ПК, особенно во время презентаций. Радиопульт увеличивает это расстояние до 30 м независимо от препятствий на пути сигнала.

Внешне радиопульт от ИК будет отличаться только наличием небольшой антенны. Но для того, чтобы можно было осуществлять управление, ПК необходим еще один элемент: приемник радио- или ИК- сигнала, установленный в компьютер или ноутбук. Это может быть, как встроенное устройство, так и модуль, подключаемый к порту USB. Второй вариант предпочтительней.

Универсальный и/или программируемый пульт ДУ

Универсальный пульт дистанционного управления может потребоваться в двух случаях:

1. Не найдена замена для утерянного или вышедшего из строя старого пульта управления TV или другой бытовой техники.
2. Множество различной бытовой техники в одном помещении делает управление ею с разных пультов чрезвычайно неудобным, так как понятие «правильного дизайна» и «оптимальной эргономичности» у всех производителей свое.

Различают два вида таких устройств: пульты, запоминающие команды (обучающиеся), и программируемые универсальные ПДУ. В первом случае, для ввода нужных кодов используется штатный ПДУ TV или другого устройства. Во втором, список доступных кодов и моделей техники, которыми можно управлять, находится в инструкции к прибору управления. Разница в том, что, несмотря на тысячи моделей устройств, поддерживаемых универсальными пультами, нужного устройства в этом перечне может не оказаться.

«Обучение» запоминающих пультов производится в соответствии с руководством пользователя и с использованием оригинального ПДУ. Если приобретенный пульт имеет на своей передней панели меньшее количество клавиш, чем у «родного», то в первую очередь следует программировать только те, которые необходимы.

После приобретения универсального многофункционального пульта не стоит выбрасывать старые штатные. Во-первых, они могут потребоваться, если новый внезапно выйдет из строя. Во-вторых, на универсальном может не оказаться некоторых нужных элементов. И в-третьих, они могут потребоваться для перепрограммирования в случае сбоя или смены элементов питания.

Смартфон в качестве ПДУ

Еще один вариант ПДУ практически для любого устройства — использование в качестве управляющего устройства смартфона. При этом в нем может быть, а может и не быть реализована передача сигналов в ИК диапазоне (технология IrDA). В последнем случае управление осуществляется через Bluetooth или Wi-Fi. Единственное ограничение состоит в том, что управляемое устройство должно также поддерживать эти протоколы обмена информацией, что реализовано не на всей технике.

Более интересен в качестве ПДУ вариант смартфона с ИК-портом. Рассмотрим это на примере модели Xiaomi Redmi 3 и довольно старого телевизора Daevoo. Нам потребуется установить из Google Play специальное приложение. Оно может быть любым, главное, чтобы в перечне поддерживаемого оборудования присутствовала нужна модель объекта управления. Для этого телефона с оболочкой от MIUI оно называется Mi Remote (русский язык присутствует).

Советуем прочитать: что такое универсальный ИК-пульт Mi Universal Remote и что он может.

После установки выбирается нужный производитель, и производится полноценное управление TV в полном объеме.

Где купить

Приобрести различные виды пультов можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых пультов есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Заключение

Таким образом, мы выяснили, что выход из строя пульта от любой техники — не фатально. Его можно даже не ремонтировать, а просто заменить аналогичным или приобрести универсальный. На крайний случай, временно, можно использовать смартфон.

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 h21. 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:

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
• Mitsubishi
• Philips RECS80
• 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:

Инфракрасные передатчики служат для синхронизации активных 3D очков затворного типа с телевизором.

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.

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.

ru_radio_electr

В данной статье рассматриваются принципы работы ИК пультов дистанционного управления (ПДУ). Многие современные устройства оборудованы системами дистанционного управления. Инфракрасный свет, невидимый для глаз, оказывается весьма простым, удобным и надежным средством беспроводного дистанционного управления.

Вокруг нас существует большое количество источников инфракрасного излучения. Для обеспечения надежного приема и гарантированной защиты от помех используется модуляция сигнала и кодирование. К сожалению нет единого и универсального протокола для ИК ПДУ, хотя среди всего многообразия есть наиболее широкораспространенные.

Передача данных производится, в близком к видимому инфракрасном спектре. Длина волны в большинстве реализованных систем варьируется в пределах 800 — 950 нм. Самый простой способ избавиться от фонового шума — модулировать (заполнить) сигнал при передаче одной из стандартных частот: 30, 33, 36, 37, 38, 40, 56 кГц. Именно на эти частоты настроены все современные интегральные приемники.

Для обеспечения достаточной дальности при передаче кодовой последовательности необходимо сформировать мощный сигнал. Ток через ИК-светодиод может достигать 1 А — такие токи вполне допустимы в импульсном режиме, при этом средняя рассеиваемая мощность не должна превышать предельно допустимую, указанную в документации.

Разработано большое количество специализированных микросхем (SAA3010, GS8489, KS51840 и т.п) генерирующих готовую кодовую последовательность и потребляющих минимальный ток ждущем режиме, что немаловажно при питании от батарей. Эти микросхемы существенно упрощают схему ПДУ. Когда мы нажимаем кнопку пульта, микросхема передатчика активизируется и генерирует кодовую последовательность, с заданым заполнением. Светодиод преобразуют эти сигналы в ИК-излучение. Излученный сигнал принимается фотодиодом, который снова преобразует ИК-излучение в электрические импульсы. Эти импульсы усиливаются и демодулируются микросхемой приемника. Затем они подаются на декодер. Декодирование обычно осуществляется программно с помощью микроконтроллера.

Приемник ИК ДУ должен восстанавливать данные с двухфазным кодированием, он должен реагировать на большие быстрые изменения уровня сигнала независимо от помех. Ширина импульсов на выходе приемника должна отличаться от номинальной не более чем на 10%. Приемник должен быть нечувствительным к постоянным внешним засветкам. Удовлетворить всем этим требованиям достаточно непросто. Старые реализации приемника ИК ДУ, даже с применением специализированных микросхем, содержали десятки компонентов. Такие приемники часто использовали резонансные контуры, настроенные на частоту заполнения. Все это делало конструкцию сложной в изготовлении и настройке, требовало применения хорошего экранирования.

В последнее время большое распространение получили трехвыводные интегральные приемники ИК ДУ (SFH5110-xx, TSOP17xx, TFMS5хх0 и т.п.). В одном корпусе они объединяют фотодиод, предусилитель и формирователь. На выходе формируется обычный ТТЛ сигнал без заполнения, пригодный для дальнейшей обработки микроконтроллером. Наиболее важный параметр при выборе приемника — частота заполнения.

Внутренний усилитель интегрального приемника имеет высокий коэффициент усиления, поэтому для исключения самовозбуждения и устранения влияния наводок по цепям питания необходимо использовать электролитический конденсатор емкостью не менее 4,7 мкФ, подключенный максимально близко к выводу VCC.

В ПДУ используется три вида модуляции. Рассмотрим их без заполнения, приведенных к ТТЛ уровням (сразу на выходе типичного ИК-приемника).

Двухфазное кодирование (Bi-phase coding)
Фронт импульса — лог. «1», спад импульса — лог. «0».

Модуляция длительностью пауз (Pulse Distance Modulation)
Длина импульсов постоянна. Паузы большей длительности — лог. «1» , меньшей — лог. «0».

Модуляция длительностью импульса (Pulse Width Modulation)
Длина пауз постоянна. Импульсы большей длительности — лог. «1» , меньшей — лог. «0».

Протокол RC5

Один из самых старых и распростаненных протколов. В свое время RC5, разработаный фирмой Philips для управления бытовой аппаратурой, получил большое распространение. Сейчас он применяется реже, и, в основном, любителями из-за своей простоты и широкой доступностью недорогих компонентов. Позднее фирма Philips внедрила и стала использовать улучшенный протокол RC6.

• 5-битный адрес, 6 битные команды
• модуляция Bi-phase coding
• сначала идут старшие биты, потом младшие (MSB first)
• частота заполнения 36 кГц

Формат посылки RC5

Кодирование лог. «0» и лог. «1»

Два первых бита — это стартовые биты (всегда лог. «1»). Управляющий бит T изменяется только при новом нажатии на кнопку. При удержании кнопки, посылка передается с интервалом 64 такта (113,778 мс).

Протокол NEC

Очень распростаненный, простой и универсальный протокол. Его используют многие корейские и японские производители бытовой техники, такие как NEC, Sanyo, Panasonic, Hitachi, Nokia. Сейчас сложно установить кому из них принадлежит эта разработка, но в интеренете он чаще всего упоминается как NEC протокол.

• 8-битные адрес и команды
• адрес и команды дублируются с инверсией
• модуляция Pulse Distance Modulation
• сначала идут младшие биты, потом старшие (LSB first)
• частота заполнения 38 кГц

Формат посылки NEC

Кодирование лог. «0» и лог. «1»

Основная посылка передается только один раз при нажатии на кнопку. При удержании кнопки, передается последовательность повтора через каждые 110 мс.

Протокол JVC

Протокол очень похож на NEC. Отличия заключаются только во временных интервалах, отсутствием дублирования адреса-команд с инверсией и способом передачи состояния удержания кнопки.

• 8-битные адрес и команды
• модуляция Pulse Distance Modulation
• сначала идут младшие биты, потом старшие (LSB first)
• частота заполнения 38 кГц

Формат посылки JVC

Кодирование лог. «0» и лог. «1»

Основная посылка передается только один раз при нажатии на кнопку. При удержании кнопки, передается только команда через каждые 50-60 мс.

Протокол Sony

Еще один распространенный протокол.

• 12-, 15- и 20-битные варианты протокола
• модуляция Pulse Width Modulation
• сначала идут младшие биты, потом старшие (LSB first)
• частота заполнения 40 кГц

В 12-ти битном варианте: 7 бит команды и 5 бит адреса устройства. В 15-ти битном варианте 8 и 7 бит соответственно.После окончания передачи удерживается состояние лог. «0» до достижения 45 мс интервала с начала передачи.

Формат посылки Sony

Кодирование лог. «0» и лог. «1»

При удержании кнопки, передается только команда через каждые 45 мс.

Определение типа протокола

Самый простой способ узнать с каким пультом мы имеем дело, не имея под рукой осцилографа — записать сигнал на компьютер. Для этого нужно подать сигнал с включенного по стандартной схеме интегрального приемника на микрофонный вход и записать его на компютер, а затем проанализировать полученный сигнал. Главное условие — установить частоту дикретизации более 44 кГц (например 96 кГц или выше). Получаем следующее.

Сигнал с приемника получается инвертированным. Масштабируем запись и расставляем маркеры. Теперь можно замерить длительность импульсов. В данном случае длительности импульсов составили:

• первая часть синхроимпульса — 9 мс;
• вторая часть синхроимпульса — 4,5 мс;
• короткие импульсы — 9 мс / 8 имп = 1,125 мс;
• длинные импульсы — 18 мс / 8 имп = 2,25 мс.

теперь осталось найти и уточнить тип данного протокола. Легко видеть, что это протокол NEC.

Декодирование

Для дальнейшего изучения принципов работы ИК ДУ соберем тестовую схему, состоящую из ИК приемника (TSOP1736), микроконтроллера (ATtiny12L) и светодиода, выполняющую следующие задачи:

• принять первую посылку с пульта;
• запомнить «свою» кнопку;
• зажигать светодиод синхронно с нажатием «своей» кнопки.

Тестовая схема, для упрощения, изображена без цепей ISP. Питание схемы, а также прошивка микроконтроллера выполняется напрямую по разъему ISP от программатора USBasp. Это оказывается очень удобным, т.к. нет лишних проводов питания, блок питания не занимает место на столе во время разработки.

Тестовая схема, собранная на макетной плате

Выбран самый дешевый микроконтролер ATtiny12L. Ресурсы данного микроконтроллера весьма ограничены, поэтому разработка прошивки cделана на ассемблере. В приложенном исходнике с тестовой прошивкой подробно описан алгоритм работы.