Устанавливаем дополнительный ик-приемник в спутниковый ресивер. Схема ик приемника для дистанционного управления электрическими приборами Ик приемник схема подключения

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.

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.

Микросхема приёмника ИК-излучения включает:

PIN-фотодиод

Регулируемый усилитель

Полосовой фильтр

Амплитудный детектор

Интегрирующий фильтр

Пороговое устройство

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

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 .

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.

схема из журнала "Юный Техник".

Интересное направление радиоэлектроники, которая дополнила эту электронику новыми преимуществами "невидимого" света (инфракрасный свет). Вот я и предлагаю схему простого (для примера) приемника и передатчика основанного на инфракрасных лучах. Основа: операционный усилитель к140уд7 (у меня тут уд708), излучающий и принамющие ИК-фотодиоды, УНЧ (к548ун1а(б,в - индексами)- на два канала)(правда куда второй канал усилителя "включите" решать вам - схема предатчика рассчитана на один канал, т.е. моно). Питание устройства: вообще рекомендую с приличной стабилизацией токов (а так "дендюшный" адаптер раздражает фоном "сети"). Способ: амплитудно-модулированный сигнал передатчика усиливается приемником в 1000 раз.

Как работает устройство. Предлагаю Вам просмотреть небольшой видеоролик тестирование ИК-пульта "на слух". Можно быстро проверить работоспособность и мощность сигнала по звуку.

Схема ИК-приемника и ИК-передатчика

При сборке конденсаторы С1 и С2 должны быть как можно ближе к усилителю! К выходу можно подключить высокоомные наушники (для низкоомных нужен отдельный УНЧ). Фотодиод ФД7 (у меня ФД263: "таблетка" с фокусирующей линзой); 0.125Вт резисторы: R1 с R4 задают коэффициент услиния сигнала в 1000 раз. Приемник налаживается просто: фотодиод направляется на источник ИК-излучения, например, лампу 220в-50Гц: нить накала будет фонит с частотой 50Гц или пульт ДУ от телевизора (видео и т.д.).Чувствителность приемника большая: нормально принимает сигналы отражённые от стен.

На передатчике ИК светодиоды АЛ107а: подойдёт любой. R2 2 кОм, С1 1000мкФх25в, С2 200мкФх25В, трансформатор тоже любой. Хотя вполне можно обойтись без трансфорсматора - подать усиленный аудиосигнал на конденсатор С2.

Схема устройств

Схема ИК приемника с УНЧ

Недавно по необходимости собрал ИК приемник для проверки ИК пультов (телевизоров и DVD). После доработки схемы - установил моно УНЧ TDA7056. Данный усилитель имеет хорошие харакетеристики усиления около 42 дБ; работает в диапазоне напряжении от 3В до 18В, что позволило ИК приемнику работать даже при напряжении 3В; диапазон усиления TDA от 20 Гц до 20кГц (УД708 проспукает до 800 кГц) вполне достаточно для использования приемника в качетсве аудио сопровождения; имеет защиту от короткого замыкания на всех "ножках"; защиту от "перегрева"; слабый коэффициент собственных помех. В целом мне понравился этот компактный и надежный УНЧ (у нас он стоит 90р.).
Есть к нему с подробным описанием. На рис.1 отображен пример использования усилителя.

Фото TDA7056

Рис.1. Схема усилителя с TDA7056

В итоге получился ИК приемник рис.2, который работает в диапазоне напряжении от 3В до 12В. Рекомендую применять для питания приемника батареи, либо аккумуляторы. При использованиии блока питания необходим стабилизированный источник, иначе будет слышен фон сети 50Гц, который усиливает УД708. Если устройство находится вблизи источника сетевого напряжения или радиоизлучения, то могут возникнуть наводки. Для уменьшения помех в схему необходимо включить конденсатор С5. TDA7056 рассчитан на выходной динамик в 16 Ом, к сожалению у меня такого нет. Пришлось использовать 4-омный динамик на 3 Вт, который был подключен через одноваттный резистор 50 Ом. Слишком низкое сопротивление катушки динамика вызывает избыток мощности и перегревает усилитель. В целом из-за дополнительного резистора УНЧ не греется, но обеспечивает вполне приемлемое усиление.

В сегодняшней статье будет рассматриваться подключение ИК приемника TSOP34836 к плате Aduino UNO. Для этих целей можно применить любой имеющийся у вас приемник, совместимый с вашим пультом по частоте. Назначение выводов показано на рисунке.

1. Vout – выход приемника.
2. GND – «земля», общий провод.
3. Vcc – питание.
Передача данных от ИК пульта к приемнику осуществляется по протоколу RC5, представляющий из себя последовательность импульсов. Подключение осуществляется по следующей схеме.

А собрав, получаем примерно следующее:

Для обработки данных, передаваемых пультом, используем библиотеку IRremote, данная библиотека прикреплена к статье. Вставляем следующий код:

#include "IRremote.h" IRrecv irrecv(11); // Указываем пин, к которому подключен приемник decode_results results; void setup() { Serial.begin(9600); // Выставляем скорость COM порта irrecv.enableIRIn(); // Запускаем прием } void loop() { if (irrecv.decode(&results)) // Если данные пришли { Serial.println(results.value, HEX); // Отправляем полученную данную в консоль irrecv.resume(); // Принимаем следующую команду } }

Теперь в консоле COM - порта можно наблюдать код нажимаемой клавиши в HEX.

Вот и все, теперь можно использовать эту схему в ваших устройствах. Ниже приведен пример одного из практических применений ИК - приемника.

В качестве демонстрации будет показано, как с помощью ИК-пульта управлять сервомашинкой.

Схема устройства:

Вот так оно должно выглядеть:

Для работы устройства используем следующий код:

#include "Servo.h" #include "IRremote.h" IRrecv irrecv(11); decode_results results; Servo servoMain; int servPoz = 90; //Начальное положение сервы int lastPoz = 0; void setup() { irrecv.enableIRIn(); servoMain.attach(10); // Servo присоединен к 10 выводу servoMain.write(servPoz); } void loop() { if (irrecv.decode(&results)) { int res = results.value; Serial.println(res, HEX); if(res==0xFFFF906F)// Если нажата кнопка "+" { lastPoz=res; servPoz++; servoMain.write(servPoz); } else if(res==0xFFFFA857)// Если нажата кнопка "-" { servPoz--; lastPoz=res; servoMain.write(servPoz); } else if(res==0xFFFFFFFF)// Если кнопку удерживают { if(lastPoz==0xFFFF906F) servPoz++;// Удерживают "+" if(lastPoz==0xFFFFA857) servPoz--;// Удерживают "-" servoMain.write(servPoz); } irrecv.resume(); delay(100); } }

Пульт используется какой-то китайский, при нажатии "+" серва вращается в одну сторону, при нажатии "-", в другую.

Вашему вниманию предлагается справочный материал по ИК фотоприемнику SFH-506-xx . Он предназначен для систем дистанционного управления бытовой радиоаппаратурой. Обеспечивает высокую помехозащищенность и чувствительность канала управления. Не реагирует на фоновые засветки. Дальность , с хорошим светодиодом, до 35 м .

Идеальный фотоприемник для ИК канала связи.

Но! Требует разработки специального драйвера и ПО, посколькуработает только в пакетном режиме при t пакета /T< 0,4.

ИК фотоприемник SFH -506-xx

Фотоприемник SFH 506 производства фирмы Siemens предназначен для приема команд дистанционного управления в инфракрасном диапазоне. Он представляет собой фотодиод, совмещенный с интегральной микросхемой. Микросхема выполняет функции автоматического регулирования уровня, усиления принимаемых ИК фотодиодом команд. Что обеспечивает высокую чувствительность. микросхема обеспечивает и приведение уровня выходного сигнала к уровням ТТЛ и КМОП микросхем. Фотодиод и микросхема имеют внутренний экран. Корпус фотоприемника выполнен из черной пластмассы, представляющей собой светофильтр высокой прозрачности для ИК излучения с длиной волны 950 нм. Это обеспечивает защиту от внешних засветок других спектральных диапазонов. Выпускаются фотоприемники с шестью частотами несущей. Это дополнительно повышает устойчивость фотоприемника к внешним засветкам, не попадающим в заданный частотный диапазон несущей.

Фотоприемник питается от источника питания +5 В и имеет малое энергопотребление.

Чертеж фотоприемника показан на рисунке 1, а его внешний вид на рисунке 2.

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Модификации фотоприемников типа SFH 506-XX отличаются несущей частотой, которая указывается в килогерцах на месте XX и полное наименование записывается в виде SFH 506-30 для несущей частоты 30кГц. Выпускаются модификации на несущие частоты 30, 33, 36, 38, 40, 56 кГц.

Внутренняя структурная схема фотоприемника показана на рисунке 3.

Рисунок 3.

Фотоприемник содержит фотодиод, сигнал с которого усиливается входным усилителем. Схема АРУ, полосовой усилитель, демодулятор работают под управлением схемы управления. Выходным узлом фотоприемника является n -p -n транзистор в коллектор, которого включено защитное сопротивление 100 Ком. Практически это схема с открытым коллектором.

1 - GND (Общий),

2 – Vs (+5В),

3 – OUT (Выход).

Основные технические характеристики при +25°С

1 Обеспечивается при рабочем токе I = 0,5А ИК светодиодом типа SFH 415 на расстоянии 35 м.

Предельно допустимые значения

Аналоги

Аналогами фотоприемника являются фотоприемники:

TFMS 5360, ILM 5360, 536AA 3P – совпадает назначение выводов.

TK1833, TSOP17xx, TSOP18xx, IS1U60L, GP1U52x.

Схема включения

Схема включения фотоприемника показана на рисунке 4. Учитывая высокую чувствительность усилителей фотоприемника в цепь питания обязательно устанавливать фильтр.

Величина сопротивления фильтра рекомендованная производителем 300 Ом, а емкость конденсатора 47,0 мкФ. Можно рекомендовать установку дополнительного керамического конденсатора емкостью 0,33 мкФ как можно ближе к выводам питания фотоприемника.

В некоторых схемах применяют сопротивление фильтра больше 2 КОм, что приводит к снижению напряжения на узлах фотоприемника, его чувствительности и размаха выходного напряжения.

Рисунок 4.

На выходе фотоприемника в отсутствии сигнала присутствует логическая единица.

Фотоприемник не реагирует на ИК излучение с частотой несущей отличающейся от паспортного значения.

Не все аналоги имеют такую цоколевку, известен вариант цоколевки.

1 - Vs (+5В), 2 – GND (Общий), 3 – OUT (Выход).

Сейчас у многих есть спутниковые тарелки для приема телевидения, особенно это распространено всельской местности. Спутниковая система приема телевидения обычно состоит из антенны («тарелки») и ресивера, расположенного внутри помещения. Все задачи радиоканала по приему сигнала ложатся на этот ресивер, а телевизор работает только фактически как монитор.

Недостаток системы, - можно подключить только один телевизор, либо нужно покупать по отдельному ресиверу для каждого телевизора, что очень недешево. Хотя, конечно, к одному ресиверу, через простейший разветвитель, можно вполне подключить и два и даже три телевизора, что все, обычно и делают, но показывать они будут одно и то же.

Впрочем, с этим можно мириться, другое плохо, -чтобы переключить канал нужно будет бегать туда, где установлен ресивер. Особенно это неприятно в загородном доме, где ресивер и дополнительный телевизор могут оказаться даже на разных этажах.

Тема данного вопроса, похоже, давно тревожит умы «радиотехнической общественности». Практически во всех радиожурналах были статьи на эту тему, и много в интернете. Обычно предлагается два типа решения - проводной удлинитель и радиочастотный.

Не хочу никого обидеть, но радиочастотный вариант мне лично кажется полной ахинеей. Ну, смотрите, ведь сигнал от ресивера на дополнительный телевизор подается по кабелю, и этот кабель уже где-то проложен, в кабельном канале или просто пихнут под плинтус или наличник. А если один кабель уже где-то проложили, то туда же можно засунуть и еще один для дистанционного управления. Так зачем же чудить с радиомодулями?

Таким образом, проводной вариант оптимален. Из того, что было опубликовано, это обычно стандартный фотоприемник на одном конце кабеля и ИК-светодиод на другом. Еще где-то схема на микросхеме или транзисторах (видел даже на микроконтроллере) и источник питания.

Схема подключения ИК-приемника

Я же решил пойти несколько другим путем, может быть «варварским», но от этого не менее, а даже более эффективным.

Рис. 1. Примерная принципиальная схема включения ИК-приемника в ресиверах.

Рис. 2. Структурная схема фото-приемника TSOP4838.

На рисунке 1 показана схема включения фотоприемника дистанционного управления ресивера «Topfield 5000СІ». Схема состоит из интегрального фотоприемника TSOP4838 и нескольких деталей. Практически все аналогичные схемы других ресиверов выполнены точно так же, разница только в том, какой интегральный фотоприемник, на какую частоту, ну и цоколевка может отличаться.

При этом все интегральные фотоприемники, независимо от марки, типа, цоколевки и корпуса, функционально идентичны, и их структурные схемы практически совпадают (не считая нумерации выводов).

На рисунке 2 показана структурная схема фотоприемника TSOP4838. Как видно, на выходе транзисторный ключ, подтянутый к плюсу питания через резистор 33 kOm. Похоже, 33 kOm показалось много, и в схеме на рисунке 1 параллельно ему включен еще резистор на 10 kOm.

Ну и что мне мешает просто подключить дополнительный фотоприемник параллельно основному, как это показано на рисунке 3? Да ничего не мешает. И опытами это подтверждается. Два фотоприемника работают, и друг другу не мешают, конечно, если сигнал управления от пульта поступает только на один из них. Ну а как же иначе, ведь дополнительный фотоприемник будет в другой комнате.

Рис. 3. Принципиальная схема подключения дополнительного фотоприемника к спутниковому тюнеру.

Практически все было сделано следующим образом. Нужно вскрыть корпус ресивера и к выводам фотоприемника, прямо к печатным дорожкам, подпаять три разноцветных монтажных провода, у меня они белого, зеленого и синего цвета. Затем их вывести через предварительно проделанное отверстие в корпусе ресивера наружу. Разделать и временно заизолировать.

Еще потребуется нужной длины трехпроводной кабель для электропроводки с заземлением, желательно самый тонкий. Такой кабель хорош не только тем, что в нем три провода, но и тем, что эти провода разного цвета, в моем случае - белый, зеленый и синий.

Кабель прокладываю тем же путем, что и был проложен кабель для подачи сигнала на телевизор. Затем, на конце возле телевизора разделываю кабель и припаиваю к нему выводы дополнительного фотоприемника. Изолирую изолентой.

Сам дополнительный фотоприемник прилепил к корпусу телевизора обычной изолентой.

На другом конце, у ресивера, разделываю кабель, и присоединяю его к проводам, выведенным предварительно от основного фотоприемника, расположенного на плате ресивера. Изолирую изолентой. Разноцветность проводов не дает возможности наделать ошибок при подключении.

Заключение

Вот и все. Никаких радиоканалов, микросхем, ИК-светодиодов и дополнительных источников питания. Один недостаток -пришлось залезть в ресивер.

Но если срок гарантии истек, или вы сами мастер, это проблемы не создает никакой.

Кстати, если есть желание, можно все сделать «культурнее», установив на корпусе ресивера трехконтактный разъем для подключения кабеля от дополнительного фотоприемника, а дополнительный фотоприемник поместить в какой-нибудь корпус-подставку, и поставить возле дополнительного телевизора, либо повесить на стену.

Арканов В. В. РК-2016-04.