Инфракрасная система управления светом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Инфракрасная техника

 Комментарии к статье

Описание

Описываемая здесь система инфракрасного управления обладает повышенной помехоустойчивостью, что достигнуто многократной передачей команд. При этом дешифратор выдает сигнал о приеме соответствующей команды лишь в том случае, когда по крайне мере в двух из трех подряд принятых команд содержится одна и та же информация.

Передатчик

Для передачи команд используется числоимпульсный код. Шифратор передатчика построен на двух цифровых КМОП-микросхемах серии 561 (рис.1, DD1, DD2). На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов, работающий на частоте около 200 Гц. В связи с тем что порог переключения КМОП-элементов не соответствует точно половине напряжения питания, для симметрирования импульсов в традиционную схему генератора добавлены элементы R2 и VD1 .

Импульсы генератора подаются на счетчик с дешифраторам (микросхема DD2), нормально имеющий коэффициент пересчета 10. В те моменты, когда счетчик находится в состоянии 0 или 1, на выводах 0 или 1 (выводы 3 или 2 соответственно) присутствует логическая 1, которая запрещает прохождение импульсов генератора через элемент DD1.3 на буферный элемент передатчика. При остальных состояниях счетчика импульсы положительной полярности проходят на буферный элемент передатчика. В результате, если не нажата ни одна из кнопок SB1-SB7, на буферный элемент передатчика приходят пачки из восьми импульсов, разделенные интервалом, равным 2.5 периода импульсов. Передаче таких пачек соответствует отсутствие команд.

(нажмите для увеличения)

Рассмотрим, как происходит формирование команд на примере команды, содержащей 5 импульсов. Если нажать кнопку SB5 , счетчик, как и ранее, запрещает прохождение на модулятор первых двух импульсов. Затем на буфер передатчика проходят 5 импульсов, после чего счетчик устанавливается в состояние 7 и на его выходе 7 (вывод 6 DD2) устанавливается логическая 1. Этот сигнал через замкнутые контакты кнопки SB5 поступают на вход R счетчика DD2 и сбрасывает его в 0. В результате на выводе 10 элемента DD1.3 формируются пачки из пяти импульсов, разделенные интервалами такой же длительности что и при отсутствии передачи команды.

При нажатии на любую другую кнопку генерируются пачки соответствующим номеру кнопки числом импульсов - от одного до восьми, разделенные таким же интервалом.

ИК передатчик представляет собой буферный элемент (DD3.1, DD3.2), генератор несущей частоты (25-30 кГц.)(DD3.3,DD3.4) и усилитель (VT1). Генератор несущей частоты промоделирован по амплитуде пачками импульсов поступающих с шифратора. В коллекторную цепь транзистора VT1 включен ИК излучающий светодиод, он и посылает в пространство точную копию сигнала шифратора.

Приёмник

Приемник собран по классической схеме принятой в российской промышленности (в частности в телевизорах Рубин, Темп и т.п.). Импульсы ИК-излучения попадают на ИК фотодиод VD1 , преобразуются в электрические сигналы и усиливаются транзисторами VT3, VT4, которые включены по схеме с общем эмиттером. На транзисторе VT2 собран эмиттерный повторитель, согласующий сопротивление динамической нагрузки фотодиода VD1 и транзистора VT1 с входным сопротивлением усилительного каскада на транзисторе VT3. Диоды VD2,VD3 предохраняют импульсный усилитель на транзисторе VT4 от перегрузок. Все входные усилительные каскады приемника охвачены глубокой обратной связью по току. Это обеспечивает постоянное положение рабочей точки транзисторов независимо от внешнего уровня засветки - своего рода автоматическую регулировку усиления. Особенно важную при работе приемника в помещениях с искусственным освежением или на улице при ярком дневном свете, когда уровень посторонних ИК-излучений очень высок.

Далее сигнал проходит через активный фильтр с двойным Т-образным мостом, собранный на транзисторе VT5, резисторах R12-R14 и конденсаторах C7-C9. Он очищает сигнал кодовой посылки от помех сети переменного тока, которые излучаются электрическими лампами. Лампы создают модулированный поток излучения с частотой 100 Гц. и не только видимой части спектра, но и в ИК области. Отфильтрованный сигнал кодовой посылки формируется на транзисторе VT6 . Несущая частота уже не нужна и подавляется с помощью простейшего RS-фильтра на R18, C14. В результате получается сигнал, полностью идентичный тому, что снимался с выхода шифратора команд.

Пачки входных импульсов отрицательной полярности поступают на формирователь, собранный на элементах R1, C1, DD1.1. Такой формирователь обладает свойствами интегрирующей цепочки и триггера Шмита. На его выходе импульсы имеют крутые фронты независимо от крутизны фронтов на входе. Кроме того, он подавляет импульсные помехи малой длительности.

С выхода элемента DD1.1 импульсы поступают на детектор паузы. Он собран на элементах R20, C13, VD4, DD1.2. Так же, как и DD1.1, DD1.3, элемент Исключающее ИЛИ" DD1.2 работает как усилитель - повторитель сигнала, поскольку один из его входов соединен с общим проводом.Детектор паузы работает следующим обвозом. Первый отрицательный импульс пачки, проходя через диод VD4 на вход элемента DD1.2, переключает его в состояние 0. В паузе между соседними импульсами происходит постепенный заряд конденсатора C13 током, текущем через резистор R20, напряжение на входе DD1.2 при этом, однако, не доходит до порога переключения этого элемента. Каждый последующий импульс через диод VD4 быстро разрежает конденсатор C2, поэтому во время действия пачки на выходе DD1.2 будет логическая 0. В паузе между пачками напряжение на входе 5 DD1.2 достигает порога переключения, этот элемент переключается лавинообразно за счет положительной обратной связи через конденсатор C13 в состояние 1. В результате в паузе между пачками на выходе 10 элемента DD1.2 формируется положительный импульс (четвертая диаграмма рис.4), сбрасывающий счетчик на микросхеме DD2 в 0.Импульсы с выхода формирователя DD1.1 поступаю также на счетный выход CN счетчика DD2, в результате чего после окончания пачки счетчик устанавливается в состояния, соответствующие числу импульсов в пачке (а значит номеру команды).

В качестве примера на рис. 4 показана работа счетчика при приеме пачки из пяти импульсов. Фронтом импульса с детектора пауз данные из счетчика переписываются в сдвигающие регистры DD3.1, DD3.2, DD4,1, в результат чего на их выводах 1 появляется соответственно логическая 1, 0, 1. После окончания второй пачки из пяти импульсов, импульс с выхода детектора пауз сдвигает ранее записанную информацию из разрядов 1 сдвигающих регистров в разряды 2, в разряды 1 записывает результат подсчета числа импульсов очередной пачки и т.д. В результате при непрерывном приеме пачек из пяти импульсов на всех выводах сдвигающих регистров DD3.1, DD3.2, DD4.1 будут логическая 1, 0, 1 соответственно. Эти сигналы поступают на входы мажорных клапанов микросхемы DD5, на их выводах появляются сигналы, соответствующие входным, он поступают на входы дешифратора DD6. На выходе 5 дешифратора появляется логическая 1, которая и является признаком приема данной команды с числом импульсов равным пяти.

Так происходит при приеме команд без помех. Если же уровень помех силен, число импульсов в пачке может отличатся от необходимого. В этом случаи сигналы на выходе сдвиговых регистров будут отличатся от правильных. И мажорные клапаны проигнорируют неправильный сигнал.

Таким образом, если в последовательности пачек импульсов, поступающих на вход дешифратора команд, в любых трех подряд идущих пачек две имеют правильное число импульсов, на нужном выходе микросхемы DD6 будет постоянно поддерживаться логическая 1.

Если не нажата ни одна из кнопок передатчика или передатчик вообще не включен или нет сигнала приема, на выводах 1-2-4 счетчика DD2 после окончания пачки из восьми импульсов будет логический 0 и на всех используемых выводах дешифратора DD6 также логический 0.Далее сигналы с дешифратора, команды, поступают на регулятор яркости собранный на элементах DD7-DD13, R21-R30, VD5, VS1, C14-16, VT7. В частности используются команды 1, 3, 5, 7 соответственно "вкл.", "выкл.", "больше", "меньше". Для одновременного управления с пульта дистанционного управления и с самого регулятора. Сигналы с дешифратора и с кнопок управления, установлены логические элементы 2ИЛИ-НЕ (DD12) и 4ИЛИ-НЕ (DD8). Первые установлены на плавную регулировку, вторые на включение и выключение к которым подходят еще, ограничители сета счетчика DD10) и сбросовый узел.

Узел плавной регулировки включает в себя буферные инверторы DD12.1 DD12.2, генератор скорости регулировки (DD9.1, DD9.2) и ключи (DD9.3,DD9.4). Регулятор яркости работает следующим обвозом, сигналы команды "больше", "меньше" поступают на электронные ключи, в следствии чего на их выводах появляются импульсы регулировки на выходе элемента DD9.3 при команде "боле", а на выходе элемента DD9.4 при команде "больше". Эти сигналы поступают на выводы +1 и -1 счетчика DD10, на этот счетчик поступают и сигналы "вкл.", "выкл.", соответственно на вход RE (параллельной записи, а входы параллельной записи соединены с "+", что означает на них установлена 15) и вход R.

Буферные элементы DD12.3, DD12.4, DD12.5 служат для согласования цепей входов и выходов. Сигналы берущиеся с выходов 15 и 0 служат для остановки учетчика при достижении 15 и 0, т.е. состояния "вкл." и "выкл.".

В регуляторе использован импульсный метод регулирования коммутирующим элементом - теристором. Время фазового регулирования определяет число разрядов в счетчике узла управления и период сетевого напряжения.Данные с счетчика DD10 поступают в виде цифрового кода на вход параллельной записи счетчика DD11. Фазовая информация, необходимая для работы, поступает от выпрямителя питания всей схемы. Синусуйдальное напряжение от понижающего трансформатора T1 выпрямляется двуполупериудным выпрямительным диодным мостом VDS2 и поступает на переменный резистор R27, и следом на вход буферного усилителя DD1.3. При положительной полуволне на входе логического элемента DD1.3 будет высокий уровень сигнала, при переходе через ноль - низкий, а при отрицательной - высокий. В результате на выходе элемента будут короткие отрицательные импульсы с частотой 100 Гц.

Синхроимпульсы поступают одновременно на вход разрешение записи PE счетчика DD1.1, на один из выходов RS - триггера, собранного на элементах DD13.3, DD13.4 , и на управляющий вход генератора импульсов (на один из входов элемента DD13.1 ). Когда на вход PE счетчика DD2 приходит напряжение низкого уровня, то код, зафиксированный ранее по параллельным входам D1-D4 счетчика, загружает в него независимо от сигналов на тактовых входах, т.е. операция параллельной загрузки асинхронна.

В исходном положении на выходе 15 счетчика высокий уровень. Если счет достиг максимума, то с приходом следующего отрицательного тактового перепада на вход +1 счетчика на его выходе появится уровень 0. Таким обозом, на вход RS - триггера DD13.3, DD13.4 поступают импульсы низкого уровня: синхроимпульс с логического элемента DD1.3 и выходной импульс счетчика DD11, смещенный по отношению к синхроимпульсу на время, определяемое цифровым кодом на параллельных входах D1-D4 счетчика.На выходе RS - триггера появляется сигнал высокого уровня, который поступает на эмиттерный повторитель, он и управляет теристором.

Питание всей схемы осуществляется с помощью стабилезаторной микросхемы DA1.

Настраивают схему так: стачало устанавливают порог срабатывания элемента DD1.3, так чтобы на его выходе получились короткие импульсы отрицательной полярность. Далее настраивают задающий генератор, его частота рассчитывается по формуле:

fГ=2*FC*(2n-1), Гц,

где FC - частота питающей сети, Гц; n - число разрядов счетчика.

Литература:

1. Радио ежегодник 1989г. с.136-141. Помехоустойчивая система радиоуправления.
2. Радио № 7 1996г. с.42-44. "ИК датчик в охранной сигнализации."
3. Радио № 1 1991г. с.60-61. "Цифровой регулятор мощности."

Автор: Русин Александр Сергеевич, г.Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Инфракрасная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Зебровый камуфляж для коров защищает от мух 04.07.2026 В сельском хозяйстве одной из постоянных проблем остаются кровососущие насекомые, которые беспокоят скот, снижают его продуктивность и могут переносить болезни. Традиционные методы борьбы - химические репелленты и инсектициды - не всегда удобны и экологичны. Японские ученые решили проверить, можно ли защитить коров простым визуальным приемом, вдохновленным природой. Они раскрасили черных животных белыми полосами, как у зебр, и выяснили, насколько эффективно это отпугивает мух. Исследование провел Томоки Кодзима вместе с коллегами из Айтиского сельскохозяйственного исследовательского центра. Ученые вывели окрашенных коров на пастбище и с помощью фотографий подсчитали, сколько мух садится на них. Результат оказался впечатляющим: на коров с черно-белыми полосами насекомых приземлялось примерно вдвое меньше, чем на тех же животных без какой-либо раскраски. Это подтвердило гипотезу, что полосатый окрас зебр эволюционно возник как защита от кровососущих мух. В эксперименте участвовали шесть беременных коров японской черной породы. Их разделили на три группы: одни получили черно-белые полосы, другие - только черные полосы, а третьи остались без рисунка. Чтобы исключить индивидуальные различия, каждая корова по очереди проходила через все три варианта раскраски. Полосы наносили вручную водорастворимым лаком шириной около четырех-пяти сантиметров, и на одну корову уходило примерно пять минут. Рисунок постепенно выцветал в течение нескольких дней, что сделало эксперимент более естественным. Полевые наблюдения проводили в сезоны активности мух в 2017 и 2018 годах. Ученые внимательно фиксировали не только количество приземлившихся насекомых, но и поведение животных - как часто они дергались, топали копытами и махали хвостом, пытаясь стряхнуть мух. На коровах с черно-белыми полосами общее число кусающих мух на ногах и теле было почти вдвое меньше, чем на неокрашенных и на тех, у кого были только черные полосы. Кроме того, полосатые животные примерно на 20 % реже проявляли беспокойство: они меньше дергались, топали и махали хвостом. Интересно, что коровы, раскрашенные только черными полосами, привлекали столько же мух, сколько и обычные неокрашенные особи. Исследователи пришли к выводу, что эффект носит преимущественно визуальный характер. Полосы, скорее всего, сбивают муху с курса в момент окончательного приближения к цели, а не отпугивают ее издалека. Химический состав краски при этом не играл существенной роли - важно было именно чередование черного и белого цветов. В перспективе такой простой и экологичный метод может помочь фермерам снизить использование химических средств защиты скота. Томоки Кодзима и его команда планируют продолжить исследования, чтобы лучше понять, насколько устойчиво работает этот подход в разных условиях и как его можно адаптировать для практического применения на фермах.

Другие интересные новости:

▪ Новые оптические диски для сотовых телефонов нового поколения

▪ Кевлар для аккумулятора

▪ Модифицированный пероксид водорода вместо антибиотиков

▪ Надувные зеркала

▪ Микро-сегвей Ninebot mini

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Георг Зиммель. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какую заставку к Кавказской пленнице не пропустила советская цензура? Подробный ответ

▪ статья Портулак огородный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Водонепроницаемый клей. Простые рецепты и советы

▪ статья Фантастические шнурки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026