Odbiorniki IR

Systemy zdalnego sterowania oparte na transmisji w paśmie podczerwieni są szeroko stosowane w różnego rodzaju systemach RTV, kontrolerach HVAC, sprzęcie komputerowym, etc. Dawniej w roli fotodetektorów pracowały klasyczne elementy optoelektroniczne – np. dyskretne fotodiody – z których sygnał był po odebraniu wzmacniany i demodulowany przez układy elektroniczne sterowanego urządzenia. Dziś jednak najlepszym wyjściem jest zastosowanie gotowych komponentów – scalone odbiorniki IR niebywale ułatwiają bowiem projektowanie układów zdalnego sterowania.

Scalone odbiorniki IR – budowa i zasada działania

Choć scalone odbiorniki podczerwieni mogą na pierwszy rzut oka przypominać duże fotodiody, to w rzeczywistości stanowią one złożone systemy optoelektroniczne. Właściwym odbiornikiem wiązki podczerwieni, pochodzącej np. z pilota zdalnego sterowania bądź nadajnika bariery optycznej, jest oczywiście czuła dioda odbiorcza IR , połączona ze zintegrowanym wewnątrz tej samej obudowy układem scalonym. Jego zadanie polega na wzmocnieniu sygnału z fotodetektora oraz ukształtowaniu go do postaci możliwej do zdekodowania przez procesor – konieczna jest zatem demodulacja i filtracja paczek krótkich impulsów optycznych o „zaprogramowanej” fabrycznie częstotliwości nośnej. Dostępne na rynku odbiorniki IR są bowiem dedykowane do pracy ze ściśle określoną częstotliwością impulsów i silnie tłumią niepożądane wiązki o nawet nieznacznie różniących się parametrach. Bardzo ważnym elementem pozostaje także sama obudowa, w której umieszczona jest dioda odbiorcza – czarne tworzywo sztuczne, pozornie nieprzepuszczające żadnego promieniowania optycznego, okazuje się przezierne dla pasma podczerwieni – dzięki takiemu rozwiązaniu do fotodiody dociera zaledwie nikła część oświetlenia widzialnego, co zwiększa niezawodność pracy urządzenia np. w silnym oświetleniu sztucznym.

Podłączenie odbiornika podczerwieni do mikrokontrolera

Opisana konstrukcja scalonych odbiorników podczerwieni znakomicie ułatwia ich podłączenie do mikrokontrolerów, w tym procesorów AVR ( Atmega i Attiny), PIC czy też STM32 . Podstawowy schemat aplikacyjny tych elementów optoelektronicznych obejmuje – oprócz samego detektora – zaledwie dwa elementy pasywne: rezystor o wartości kilkuset omów (włączony szeregowo z linią zasilania odbiornika) oraz niewielki kondensator elektrolityczny. Celem zastosowania obu elementów jest filtracja i odsprzęganie napięcia zasilania odbiornika, co umożliwia stabilną pracę bez zakłóceń, spowodowanych wahaniami napięcia układu – odbiornik IR jest bowiem elementem bardzo czułym i w przypadku wystąpienia zakłóceń impulsowych w obwodzie zasilania mógłby reagować na nie niepożądanymi impulsami wyjściowymi. W niektórych układach przydatny może okazać się dodatkowy rezystor podciągający, podłączony do linii OUT odbiornika – nie będzie on jednak konieczny w prostszych aplikacjach, gdyż układy tego typu w większości przypadków wyposażone zostały we wbudowane rezystory pull-up.

Arduino w świecie zdalnego sterowania

Warto poświęcić nieco uwagi podłączeniu odbiorników podczerwieni do płytek z serii Arduino . W przypadku 5-woltowych modułów należących do tego popularnego ekosystemu wyjście odbiornika może być bezpośrednio połączone z wybraną linią GPIO procesora – należy jedynie pamiętać o programowym skonfigurowaniu tej linii do pracy w roli wejścia zdalnego sterowania. Biblioteki programistyczne, które bez problemu można znaleźć w repozytoriach internetowych, umożliwiają bardzo prostą implementację popularnych protokołów transmisji (np. RC-5), stosowanych w pilotach na podczerwień. Wyposażone w odbiornik IR Arduino może stanowić podstawę instalacji inteligentnego domu, zdalnego kontrolera sprzętu RTV bądź efektownego gadżetu świetlnego, wykorzystującego diody LED. Wiele osób korzysta także z transmisji w paśmie podczerwieni do budowy zdalnie sterowanego pojazdu, np. mobilnego robota kołowego, zdolnego do reagowania na polecenia wydawane przez operatora za pomocą pilota. W ofercie sklepu AVT znajdziesz nie tylko same odbiorniki podczerwieni (np. popularne, 36-kilohercowe odbiorniki TSOP1736 i TSOP4836, a także modele dostosowane do pracy z modulacją o częstotliwości nośnej 38 i 40 kHz), ale także kompatybilne nadajniki IR i wszystkie potrzebne elementy pasywne.