Всё об ИК-приёмнике «TSOP»

СТАТЬЯ не ЗАКОНЧЕНА

Наверняка, многие уже слышали о так называемых TSOP-сенсорах. Давайте попробуем поближе познакомиться с ними, разобраться как их подключать и как использовать.

Для начала внесём немного ясности в названия.

Немного истории.

Уже в 1960-ых годах начали появляться первые бытовые приборы, телевизоры и радиоприёмники, с управлением на расстоянии. Сначала управление происходило по проводам, затем появлялись пульты со световым или ультразвуковым управлением. Это были уже первые «настоящие» беспроводные пульты дистаннционного управления. Но из-за звуковых или световых помех телевизор мог сам включаться или переключать каналы.
С появлением недорогих светодиодов Инфра-Красного излучения в 1970-ых годах появлиась возможность передавать сигналы с помощью невидимого для человека инфра-красного (ИК) света. А использование модулированных ИК-сигналов позволило достичь очень выскокой помехозащищённости и увеличить количество передаваемых команд.

В качестве принимающего элемента ИК-излучения применяется обычно ИК-фотодиод или ИК-фототранзистор. Сигнал с такого фотоэлемента необходимо усилить и демодулировать.

Так как фотодиод, усилитель и демодулятор являются неотъемлимой частью ИК-приёмника, эти детали стали объединять в одном корпусе. Сам корпус изготавливают из пластмассы, которая пропускает ИК-лучи. Так со времением получился хорошо всем известный TSOP приёмник инфракрасных сигналов, который применяется в 99% всей бытовой аппаратуры для дистанционного управления.

Разновидности TSOP-приёмников.

Так как интегральные ИК-приёмники выпускались в разные «эпохи» и разными фирмами, существует и множество их внешних видов. Основные типы корпусов изображены на Рис. 2.

1) ИК-приёмник фирмы SHARP. Обозначение GP1Uxxx. Внутри жестяной оболочки находится небольшая печатная плата с ИК-фотодиодом и микросхемой. Такой фотоприёмник можно встретить на платах старых телевизоров и видеомагнитофонов.
2) В этом корпусе ИК-приёмники встречается наиболее часто. Выпускались ещё в середине 199x годах фирмой Telefunken с обозначением TFMSxxx. Сейчас выпускаются среди прочих фиромой Vishai и имеют обозначение TSOP1xxx.
3) ИК-приёмник в уменьшенном корпусе. Маркируется как TSOP48xx, ILOP48xx, TK18xx.
4) Очень редко встречающийся корпус ИК-приёмника. Ранее выпускался фирмой Sanyo. Обозначается как SPS440-x.
5) ИК-фотоприёмник в SMD корпусе фирмы Vishai. Обозначение: TSOP62xx.
( «x» в обозначениях означает цифру или букву. )

Принцип работы.

Использование TSOP в качестве сенсора.

TSOP-приёмники можно использовать в качестве друх типов сенсоров:

Сенсор «на просвет»
Предмет препятствует ИК-лучам от источника к приёмнику.

Сенсор «на отражение».
Детектируется отражение ИК-лучей от предмета.

В обоих случаях необходимо применять светонепроницаемые тубусы, которые будут ограничивать пучёк ИК-лучей в нежелательных направлениях.

Генерировать пачки импульсов можно с помощью обычных логических микросхем или с момощью микроконтроллера. Если в конструкции используются несколько сенсоров на основе TSOP-приёмников или несколько излучающих диодов, следует предусмотреть избирательный опрос «срабатывания» датчика. Такая избирательность достигается проверкой срабатывания TSOP-приёмника только в тот момент, когда передаётся только для него предназначенная пачка ИК-импульсов, или сразу же после её передачи.
Расстояние срабатывание ИК-бампера на основе TSOP-приёмника можно регулировать тремя способами:
1) изменяя основную частоту импульсов ИК-излучения,
2) изменяя скважность основной частоты импульсов ИК-света
3) изменяя ток через ИК-светодиод.
Выбор способа определяется удобством использования в конкретной схеме ИК-бампера.

У безконтактных бамперов на основе TSOP-приёмников есть существенный недостаток: расстояние «срабатывания» такого бампера сильно зависит от цвета и шероховатости отражающей поверхности предмета. Но очень низкая цена TSOP-приёмников и простота их использования представляют большой интерес для начинающих электронщиков для постройки разнообразных сенсоров.

Смелых и Удачных Экспериментов.

Дополнения и файлы:

Источник

ИК-приёмник

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:

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.

Источник

ИК-приемник устройство, работа и проверка

Инфракрасные приемники обнаруживают и реагируют на излучение от ИК-передатчика. Схемотехнически ИК приемники строятся на основе фотодиодов и фототранзисторов. Инфракрасные фотодиоды отличаются от стандартных фотодиодов, так как они воспринимают только инфракрасное излучение.

работа и структурная схема ИК приемника

Обычно, микросборка ИК-приемника имеет от трех выводов. Один является общим и подсоединяется к минусу питания GND, другой к плюсу V_s, а третий является выходом принимаемого сигнала Out.

В отличие от стандартного ИК фотодиода, ИК-приемник способен не только принимать, но еще и обрабатывать инфракрасный сигнал, в виде импульсов фиксированной частоты и заданной длительности. Это защищает устройство от ложных срабатываний, от фонового излучения и помехам со стороны других бытовых приборов, излучающих в ИК диапазоне. Достаточно сильные помехи для приемника могут создавать люминесцентные энергосберегающие лампы со схемой электронного балласта.

Микросборка типичного ИК-приемника излучения включает: PIN-фотодиод, регулируемый усилитель, полосовой фильтр, амплитудный детектор, интегрирующий фильтр, пороговое устройство, выходной транзистор

PIN-фотодиод из семейства фотодиодов, у которого между областями n и p создана еще одна область из собственного полупроводника (i-область) – это по сути прослойка из чистого полупроводника без примесей. Именно она придаёт PIN-диоду его особенные свойства. В нормальном состоянии ток через PIN-фотодиод не идет, так как в схему он подсоединен в обратном направлении. Когда под действием внешнего ИК излучения в i-области генерируются электронно-дырочные пары, то через диод начинает течь ток. Который потом идет на регулируемый усилитель.

После фильтра сигнал поступает на амплитудный детектор и интегрирующий фильтр. Последний необходим для блокирования коротких одиночных всплесков сигнала, могущих появиться от помехам. Далее сигнал идет на пороговое устройство и выходной транзистор. Для устойчивой работы коэффициент усиления усилителя настраивается системой автоматической регулировки усиления (АРУ).

Корпуса ИК-модулей изготавливаются специальной формы способствующей фокусировке принимаемого излучения на чувствительную поверхность фотоэлемента. Материал корпуса пропускает излучение с строго определенной длиной волны от 830 до 1100 нм. Таким образом, в устройстве задействован оптический фильтр. Для защиты внутренних элементов от воздействия внешних эл. полей используется электростатический экран.

Ниже рассмотрим работу схемы ИК приемника, которую можно использовать во многих радиолюбительских разработках.

Существуют различные виды и схемы ИК приемников в зависимости от длины волны длины волны, напряжения, пакета передаваемых данных и т.п.

При использовании схемы в комбинации инфракрасного передатчика и приемника длина волны приемника обязательно должна совпадать с длиной волны ИК передатчика. Рассмотрим одну из таких схем.

Схема состоит из ИК-фототранзистора, диода, полевого транзистора, потенциометра и светодиода. Когда фототранзистор получает какое-либо инфракрасное излучение, через него идет ток и полевой транзистор включается. Далее, загорается светодиод, вместо которого может быть подключена и другая нагрузка. Потенциометр используется для управления чувствительностью фототранзистора.

Так как приемник ИК-сигналов является специализированной микросборкой, то для того, чтобы убедиться в ее работоспособности требуется подать на микросхему напряжение питания, обычно это 5 вольт. Потребляемый ток при этом будет около 0,4 – 1,5 мА.

Если на приемник не поступает сигнал, то в паузах между пачками импульсов напряжение на его выходе практически соответствует напряжению питания. Его между GND и выводом выхода сигнала можно измерить с помощью любого цифрового мультиметра. Также рекомендуется замерить потребляемый микросхемой ток. Если он превышает типовой (см. справочник), то скорее всего микросхема дефектная.

Итак, перед началом теста модуля обязательно определяем цоколевку его выводов. Обычно эту информацию легко найти, в нашем мегасправочнике даташитов по электронике. Скачать его вы можете кликнув на рисунок справа.

Проведем проверку на микросхеме TSOP31236 ее распиновка соответствует рисунку выше. Плюсовой вывод от самодельного блока питания подключаем к плюсовому выводу ИК-модуля (Vs), минус – к выводу GND. А третий вывод OUT подсоединяем к плюсовому щупу мультиметра. Минусовой щуп подсоединяем к общему проводу GND. Мультиметр переключаем в режим напряжения DC на 20 V.

Как только на фотодиод ИК-микросборки начнут поступать пачки инфракрасных импульсов от пульта дистанционного управления, то напряжение на его выходе будет падат на несколько сотен милливольт. При этом будет хорошо заметно, как на экране мультиметра значение снизиться с 5,03 вольт до 4,57. Если отпустим кнопку ПДУ, то на экране вновь отобразиться 5 вольт.

Как видим, приемник ИК излучения правильно реагирует на сигнал с пульта. Значит модуль исправен. Аналогичным образом можно проверить любые модули в интегральном исполнении.

Источник

Для чего ик приемник

Обычно мы рассматриваем светодиоды как эффективные визуальные элементы. Однако стоит помнить, что с помощью света также можно передавать информацию на расстояние.

В этой статье мы обсудим назначение инфракрасных светодиодов. Однако в ходе практических экспериментов, мы сосредоточимся на встроенном инфракрасном приемнике, благодаря которому, мы построим тестер для дистанционного управления RTV.

Что нужно знать об инфракрасном спектре?

Инфракрасный спектр — это небольшая часть электромагнитного излучения, которую, к сожалению, наш глаз не может увидеть. Длина волны инфракрасного излучения больше длины волны красного света, т.е., имеет более низкую частоту.

Электромагнитный спектр — деление по длине волны

Инфракрасные волны находятся между микроволнами и видимым светом, а это очень широкий диапазон. По этой причине они были разделены на три основные группы:

В ближней и средней инфракрасной области, оптические волокна используются для передачи данных на большие расстояния. Длинное инфракрасное излучение и дальняя его часть, используются для «отдачи тепла» — такой свет используется, например, в инфракрасных обогревателях.

ИК-связь

Для связи можно использовать инфракрасный порт. В связи с этим стоит пояснить еще одну концепцию, которая может быть для некоторых новой. Передача в контексте коммуникации — это передача информации между двумя устройствами. Чаще всего это сообщение представляет собой последовательность нулей и единиц, понятную получателю.

Пример трансляции — управление телевизором с помощью специального пульта ДУ. После нажатия кнопки, пульт передает на телевизор последовательность из нескольких битов (нулей и единиц). Приемник обнаруживает соответствующую последовательность импульсов, интерпретирует ее и выполняет запрошенную задачу.

Этот стандарт связи чрезвычайно удобен, поэтому он также очень активно используется любителями электроники. Обычный пульт от телевизора может быстро стать, например, контроллером для нашего робота, созданного на основе Arduino.

Что может служить ИК-передатчиком?

Чаще всего, для передачи, используются специальные светодиоды или лазеры. Для наших задач, то есть передачи по воздуху на короткие расстояния, используются ИК-светодиоды, то есть те, которые излучают инфракрасный свет. Они дешевы, компактны и просты в использовании.

ИК-светодиоды чаще всего выпускаются в двух вариантах: с прозрачной или темной (черный / темно-синий) линзой. Цвет линзы совершенно не имеет значения, темная линза не является препятствием для инфракрасного излучения. Кроме того, как и обычные светодиоды, они выпускаются в корпусах разного диаметра, например 3 и 5 мм.

Различные цвета линз ИК-светодиодов

Конкретная информация об ИК-диоде содержится в документации производителя, которую можно найти по символу диода — к сожалению, он нигде не отмечен на корпусе. Обозначение стоит поискать на сайте продавца, хотя оно не всегда указано.

В случае светодиодов этого типа стоит проверить такие параметры, как:

Практическое использование передающих диодов отличается от светодиодов тем, что они обычно имеют импульсное питание. Передача происходит миганием с частотой несколько десятков килогерцовых импульсов с заполнением всего на несколько процентов. Проще говоря, вместо того, чтобы постоянно гореть, мы мигаем диодом очень быстро — таким образом, чтобы время свечения было намного короче, чем при выключенном диоде.

Благодаря этому, этот элемент не успеет перегреться при питании от более высокого тока. На практике мы получаем короткие, но очень сильные световые импульсы, которых достаточно для передачи данных на расстояние. Вот почему пульт от телевизора имеет такой хороший диапазон — сильный луч света легко отражается, например, от стен и потолка и попадает в приемник.

Пример управления ИК-диодом

Параметры примерного ИК-диода могут выглядеть так:

Исходя из информации в статье описывающей, что такое мощность, можно быстро подсчитать, что подключение диода к источнику постоянного питания позволит току проходить через него не более чем:

I макс = P макс / U f = 100 мВт / 1,6 В = 62,5 мА

Однако это теоретические значения, потому что в этом случае 100 мВт — это максимальная мощность, которая может излучаться на этом диоде (с учетом, например, прочности ножек, структуры диода и его соединений). Он не обязательно должен совпадать с другими максимальными параметрами диода. Вы всегда должны внимательно изучать каталожные заметки о том или ином элементе.

Как мы уже упоминали, передающие диоды рассчитаны на импульсный режим работы, в отличие от рассмотренных ранее диодов, которые обычно работают в непрерывном режиме. Предположим, что рабочий цикл составляет 10%, что является обычным значением.

Тогда допустимый ток в импульсе будет:

I max_imp = P max / (U f ⋅ k f ) = 100 мВт / (1,6 В 10%) = 625 мА

Более сильный ток означает большую интенсивность света. Мы хотим, чтобы наш пульт от телевизора работал практически из любой точки комнаты.

Такие расчеты следует рассматривать как приблизительные, поскольку для точных расчетов, необходима вольт-амперная характеристика, которую немногие производители предоставляют в своей документации. Тем не менее, на практике, такой оценки очень часто бывает достаточно.

Практический тест ИК-диода?

Мы рассмотрим использование ИК-диода в одной из следующих наших статей, потому что для того, чтобы сделать это правильно, нам нужно собрать определенную схему. Однако в рамках данного теста вы можете подключить такой диод к источнику питания — как обычный светодиод, например, через резистор 1 кОм.

Схема простого тестера ИК-диодов

На практике такая система может выглядеть так:

Схема на макетной плате	ИК-диод на практике

Если схема правильно собрана, то после включения питания… ничего не произойдет. То есть, диод будет светить, но невооруженным глазом мы этого не увидим. Однако мы можем видеть, что диод горит, когда мы посмотрим на него, например, используя цифровую камеру на телефоне или веб-камеру, встроенную в ноутбук.

ИК-светодиод светит — видно через цифровую камеру	Не видно свечение ИК-светодиода через цифровую камеру с установленным фильтром

Направив объектив телефона прямо на диод, вы должны увидеть, что светодиод светится фиолетовым светом. Камера видит инфракрасный свет, в отличие от человеческого глаза.

Как было сказано ранее, мы еще вернемся к теме использования ИК-светодиодов. Однако сначала нам нужно узнать, среди прочего, про интегрированные инфракрасные приемники.

Интегрированные инфракрасные приемники

В продаже есть две основные группы элементов, чувствительных к инфракрасным лучам: фотодиоды и фототранзисторы. Интересно то, что оба этих элемента обычно выглядят так же, как обычные светодиоды. Так что будьте осторожны, не перепутайте их, так как визуально отличить их практически невозможно.

Однако использование этих основных элементов, при реализации тракта передачи, довольно затруднительно из-за помех со стороны окружающей среды. Поэтому производители электронных компонентов создали так называемые интегрированные инфракрасные приемники. Семейство приемников TSOP — это элементы, с которыми сталкивался почти каждый инженер- электронщик. Один из них находится в микросхеме TSOP31236.

TSOP31236 — инфракрасный приемник

Интегрированные инфракрасные приемники имеют специальные, полностью закрытые непрозрачные корпуса, но инфракрасное излучение без проблем проникает через такой корпус. Это одна из обработок, которые делают этот элемент устойчивым к помехам.

Внутри этого инфракрасного приемника находится довольно сложная схема, отвечающая за прием, фильтрацию и декодирование сигнала. Ниже приведена блок-схема из технической документации, показывающая (более или менее), что содержится в этом элементе.

Блок-схема TSOP31236

К счастью, нам не нужно вдаваться в подробности его структуры — любознательный найдет описание этих блоков позже в этой статье. Теперь стоит отметить, что внутри у нас есть приемный диод (который обозначен стрелками, ведущими к диоду, а не снаружи, как в случае светоизлучающих диодов), транзистор и ряд «схем», которые декодируют сигнал и проверяет его правильность.

Инфракрасный приемник на практике

На этот раз мы построим простую схему, которая позволит вам протестировать большинство пультов RTV. Цель этой практической работы — построить устройство, которое будет светить (мигать) светодиодом «в ритме» принимаемого сигнала от пульта ДУ телевизора или другого домашнего оборудования.

Предметы, необходимые для выполнения этой работы:

Перед началом работы с новой схемой всегда проверяйте описание выходов (ножек), которое можно найти в примечании к каталогу (и примечание можно легко найти, введя «TSOP31236 datasheet» в поисковой строке Google). Как видно на скриншоте, интересующие нас данные находятся в самом начале этого документа.

Выдержка из спецификации инфракрасного приемника TSOP31236

Если смотреть спереди: слева сначала земля, средняя ножка — это положительный источник питания, а крайний правый вывод — это выход нашего приемника.

Соединяем все элементы согласно схеме ниже. Конечно, не забудьте правильно подключить электролитический конденсатор, диод и ТСОП. Диод D1 и резистор R1 тоже могут быть незначительной неожиданностью — задумайтесь на мгновение об их задаче, и ответ можно найти под фотографией готовой схемы.

Схема тестера ДУ телевизора на базе TSOP

Эта схема в собранном виде может выглядеть так:

Схема ДУ телевизора на макетной плате	Схема TSOP31236 на практике

Для чего нужен диод 1N4148?

Для чего нужен дополнительный резистор?

В свою очередь, резистор R1 (10 кОм) обеспечивает постоянный ток через выпрямительный диод, так что напряжение, подаваемое на приемник, не зависит в значительной степени от тока, потребляемого схемой. Ток, потребляемый этой схемой, сильно различается. Если светодиод не горит, TSOP31236 потребляет менее 1 мА. При включенном светодиоде потребление увеличивается на

4 мА (немного, но все равно в 4 раза больше).

Диод D1 использовался в качестве редуктора напряжения питания, но для того, чтобы действовать в этой роли, через него должен протекать «значительный» ток, чтобы на нем могло образоваться напряжение

0,7 В. Важно отметить, что он должен выполнять эту функцию должным образом (все время работы), даже когда TSOP ожидает ИК-сигнала, то есть при низком энергопотреблении.

Что такое «значительный ток»? Это спорный вопрос. Он нигде не определен и зависит в основном от параметров кремниевого диода и температуры окружающей среды. Здесь мы предположили, что дополнительная нагрузка диода с током около 0,5 мА от резистора R1 будет постоянно обеспечивать «значительный ток». В результате на D1 всегда будет требоваться падение напряжения около 0,7 Вольт.

Работа пульта-тестера на практике

Пришло время протестировать наш пульт-тестер. Включаем питание, берем пульт от телевизора и наводим его прямо на TSOP, а именно на выпуклую часть корпуса. Для некоторых пультов приемник будет очень чувствительным (он будет принимать передачу с большого расстояния). Иногда может возникнуть необходимость переместить пульт дистанционного управления на небольшое расстояние — это связано с созданием определенного стандарта дистанционного управления и связи.

Кстати, стоит обратить внимание на фиолетовую точку на корпусе пульта ДУ — это ИК-диод, свечение которого зафиксировала цифровая камера (включите камеру). Красный светодиод загорается только при нажатии кнопки на пульте дистанционного управления. Обратите внимание, дальность действия нашего пульта дистанционного управления настолько велика, что приемник заметит передачу, даже если мы его спрячем за своей спиной. Свет, излучаемый ИК-диодом, выходит из пульта дистанционного управления, отражается от препятствий и возвращается к приемнику.

Работа пульта-тестера

Принцип работы TSOP31236

Как ранее и обещали, мы возвращаемся к блок-схеме нашего интегрированного ИК-приемника, то есть к микросхеме TSOP31236 — на этот раз мы сосредоточимся на каждом элементе.

Слева: принимающий элемент — это так называемый PIN-фотодиод, т.е. полупроводниковый диод соответствующей конструкции с открытой структурой. Получается поляризованный барьер, поэтому ток через него не течет. Падающий свет (фотоны) попадает в его структуру и генерирует носители электрического тока, позволяя току течь лишь на мгновение.

Эти крошечные импульсы тока, с фотодиода, улавливаются предусилителем. На его выходе усиливается электрический сигнал, пропорциональный интенсивности принимаемого света.

Блок-схема TSOP31236

Предварительно усиленный сигнал поступает в блок АРУ (автоматическая регулировка усиления), то есть на усилитель с автоматически регулируемым усилением. Затем сигнал поступает на фильтр, который вырезает из него только частоту, для которой построена схема. В данном случае это 36 кГц. Этот фильтр называется полосовым фильтром.

Повторно усиленный и отфильтрованный сигнал сначала попадает в демодулятор, в котором импульсы нужной частоты преобразуются в непрерывный постоянный сигнал. Поэтому, если мы хотим получить 1-секундный импульс, мы должны отправить его в виде односекундной последовательности импульсов с частотой 36 кГц. Демодуляция — это обратный процесс, который позволяет воссоздать исходную форму сигнала.

Далее, амплитуда сигнала, поступающего из фильтра сигналов, сообщает регулируемому усилителю, какой коэффициент усиления следует установить. Это макет с так называемой отрицательной обратной связью — при слишком сильном выходном сигнале коэффициент усиления уменьшается; если он слабый, усиление увеличивается. Это позволяет приемнику работать как со светящимся прямо на него излучающим диодом, так и со светом, отраженным, например, от стены.

Основные параметры ресивера:

К сожалению или к счастью, ни один элемент не идеален. Каждый интегрированный приемник будет реагировать на разную длину волны света и разную частоту, но его чувствительность будет ниже. Это представлено в таблицах, взятых из примечания к каталогу.

Связь между чувствительностью и частотой несущей волны	Связь между чувствительностью и длиной волны света

Большинство встроенных приемников требуют фильтрации питающего напряжения. Следующую диаграмму можно найти в примечании к каталогу. Некоторые убеждены, что если применить хорошую стабилизацию и фильтрацию напряжения, питающего всю схему, об этих дополнительных элементах можно смело забыть.

Типовая схема применения интегрированного инфракрасного приемника

Также стоит помнить, что производители предлагают два типа интегрированных приемников. Один из таких, как TSOP31236, обсуждаемый здесь, то есть схема, которая сигнализирует на своем выходе о факте приема волны с заданной частотой, пока она длится. Второй тип способен излучать импульс длительностью несколько миллисекунд, даже если передающий диод работает во много раз дольше. Следующий импульс произойдет после выключения и повторного включения передачи.

Вывод

Инфракрасный порт, несмотря на простоту использования и невысокую стоимость компонентов приемопередатчика, имеет серьезный недостаток: он требует, чтобы передатчик и приемник были видны (невозможно передать информацию, например, через стену). Это одна из причин отказа от инфракрасной схемы передачи данных IrDA. На смену ему пришли технологии, использующие радиоволны (включая Bluetooth и Wi-Fi).

Тем не менее, когда нет препятствий, инфракрасный порт по-прежнему имеет множество применений, так что знайте это! Более того, одно из его преимуществ — способность отскакивать от стен. Благодаря этому свойству, инфракрасный порт можно использовать, например, для построения датчика препятствий.

Источник