Инфракрасный датчик телевизора как работает

Рассмотрим на этом занятии подключение ИК приемника к Ардуино. Расскажем какую библиотеку следует использовать для IR приемника, продемонстрируем скетч для тестирования работы инфракрасного приемника от пульта дистанционного управления и разберем команды в языке C++ для получения сигнала. Сразу отметим, что IR датчик Ардуино подходит не к каждому пульту, частота сигнала может отличаться.

Устройство ИК приемника. Принцип работы

Приемники инфракрасного излучения получили сегодня широкое применение в бытовой технике, благодаря доступной цене, простоте и удобству в использовании. Эти устройства позволяют управлять приборами с помощью пульта дистанционного управления и их можно встретить практически в любом виде техники. Но, несмотря на это, постепенно Bluetooth модуль набирает все большую популярность.

🔌 ИК инфракрасный удлинитель для любых пультов ДУ. IR Extender remote control.

ИК-приемник на Ардуино способен принимать и обрабатывать инфракрасный сигнал, в виде импульсов заданной длительности и частоты. Используется при изготовлении датчика препятствия и дальномера для Arduino. Обычно ИК-приемник имеет три ножки и состоит из следующих элементов: PIN-фотодиод, усилитель, полосовой фильтр, амплитудный детектор, интегрирующий фильтр и выходной транзистор.

Под действием инфракрасного излучения в фотодиоде, у которого между p и n областями создана дополнительная область из полупроводника (i-область), начинает течь ток. Сигнал поступает на усилитель и далее на полосовой фильтр, который настроен на фиксированную частоту: 30; 33; 36; 38; 40 и 56 килогерц и защищает приемник от помех. Помехи могут создавать любые бытовые приборы.

Как подключить ИК приемник к Ардуино

Для этого занятия потребуется:

• Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• IR приемник и пульт ДУ;
• макетная плата;
• 1 светодиод и резистор 220 Ом;
• севомотор;
• провода «папа-папа» и «папа-мама».

Корпуса инфракрасных приемников содержат оптический фильтр для защиты прибора от внешних электромагнитных полей, изготавливаются они специальной формы для фокусировки принимаемого излучения на фотодиоде. Для подключения IR приемника к Arduino UNO используют три ножки, которые соединяют с — GND, 5V и A1. Советуем для начала использовать 3,3 Вольта, чтобы не сжечь ИК датчик при настройке.

Подключите IR приемник по схеме, представленной выше, и подключите светодиоды к 12 и 13 пину. Перед загрузкой программы, вам потребуется установить библиотеку IRremote.h, если она не была еще установлена. Данная библиотека не относится к стандартным библиотекам среды программирования Arduino IDE. Скачать библиотеку IRremote.h и готовый скетч можно одним архивом с Google Диск по ссылке здесь.

Скетч для ИК датчика Ардуино со светодиодом

#include «IRremote.h» // подключаем библиотеку для ик датчика IRrecv irrecv(A1); // указываем пин, к которому подключен ик датчик decode_results results; void setup() < irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием инфракрасного сигнала Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта pinMode(12, OUTPUT); // пин 12 будет выходом (англ. «output») pinMode(A1, INPUT); // пин A1 будет входом (англ. «intput») > void loop() < if (irrecv.decode( Serial.println(results.value); // отправляем полученные данные на порт // включаем и выключаем светодиод, в зависимости от полученного сигнала if (results.value == 16718055) < digitalWrite(12, HIGH); > if (results.value == 16724175) < digitalWrite(12, LOW); > irrecv.resume(); // принимаем следующий сигнал на ИК приемнике > >

Пояснения к коду:

1. библиотека IRremote.h содержит набор команд и позволяет упростить скетч;
2. оператор decode_results присваивает получаемым сигналам от пульта дистанционного управления имя переменной results .

ИК датчик можно применять во многих устройствах на микроконтроллере Ардуино, в том числе, можно сделать дистанционное управление сервоприводом на Ардуино от ИК приемника. При настройке следует включить монитор порта Arduino IDE и узнать какой сигнал отправляет та или иная кнопка на пульте ДУ. Полученные коды следует использовать в скетче после знака двойного равенства в условиях if () .

Скетч для ИК приемника Ардуино и серовомотора

#include «IRremote.h» // подключаем библиотеку для ик пульта IRrecv irrecv(A1); // указываем пин, к которому подключен ик датчик decode_results results; #include «Servo.h» // подключаем библиотеку для серво Servo myservo; // создаем объект для управления серво void setup() < irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием инфракрасного сигнала Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта myservo.attach(9); // указываем пин для подключения серво > void loop() < if (irrecv.decode( Serial.println(results.value); // отправляем полученные данные на порт // поворачиваем серво, в зависимости от ИК сигнала if (results.value == 16718055) < myservo.write(0); > if (results.value == 16724175) < myservo.write(90); > irrecv.resume(); // принимаем следующий сигнал на ИК приемнике > >

Пояснения к коду:

1. в условиях if (results.value == 16724175) следует поставить свои значения, они будут появляться на мониторе порта при нажатии кнопок на пульте ду.

Заключение. Чтобы сигнал от пульта ДУ принимался ИК приемником Ардуино, пульт должен быть с той же частотой, на которую настроен фильтр в IR приемнике. Поэтому не каждый пульт дистанционного управления подойдет для работы. Следует подбирать IR приемник и IR передатчик с одной частотой. После фильтра сигнал поступает на амплитудный детектор, интегрирующий фильтр и выходной транзистор.

Источник: xn--18-6kcdusowgbt1a4b.xn--p1ai

Декодер инфракрасных сигналов (IR Remote Decoder) на Arduino

Технология инфракрасной связи (IR – Infrared) является очень простой, дешевой и широко распространенной в настоящее время технологией связи. Инфракрасный свет по своей сущности очень похож на видимый свет за исключением того, что длина волны у него немного больше, чем у видимого света. Это свойство делает инфракрасный свет невидимым для человеческого глаза и крайне удобным для осуществления беспроводной связи.

Существует множество примеров, в котором вам для управления устройствами с помощью инфракрасной связи необходимо сначала декодировать их инфракрасные сигналы. В данной статье мы рассмотрим создание на основе платы Arduino и инфракрасного приемника TSOP1838 инфракрасного декодера (IR Remote Decoder). Шестнадцатеричный код (hex code) каждой кнопки мы будем записывать в лист Microsoft Excel.

Ранее на нашем сайте мы уже рассматривали декодирование инфракрасных сигналов в следующих проектах:

• автоматизация дома с использованием инфракрасной связи и Arduino;
• автоматическое управление температурой кондиционера с помощью Arduino и DHT11;
• пульт управления кондиционером на основе Arduino и смартфона;
• универсальный инфракрасный пульт ДУ на основе Arduino и приложения для Android.

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino Uno (купить на Aliexpress) или Arduino Nano (купить на Aliexpress).
2. Инфракрасный приемник (IR Receiver) TSOP1838 (купить на Aliexpress).
3. Соединительные провода.
4. Макетная плата.

Как работает инфракрасная связь

Как и другие системы связи, инфракрасная связь также имеет передатчик и приемник. Передатчик в инфракрасной связи похож на обычный светодиод, но он испускает свет в инфракрасном диапазоне, а не в видимом. А инфракрасный приемник представляет собой фотодиод с интегрированным в него предварительным усилителем, который преобразует инфракрасный свет в электрический сигнал. Для осуществления инфракрасной связи ее передатчик и приемник должны быть направлены друг на друга.

Когда на привычном нам пульте ДУ (дистанционного управления) вы нажимаете какую либо кнопку, инфракрасный светодиод (IR LED) испускает инфракрасный свет. Этот свет улавливается инфракрасным приемником, который обычно представляет собой фотодиод или фототранзистор.

Но инфракрасный свет также формируется Солнцем, лампами накаливания и вообще любыми предметами, которые производят тепло. Это обстоятельство может помешать осуществлению инфракрасной связи. Чтобы этого не происходило, сигнал передатчика модулируется несущей частотой от 36 до 46 кГц. При приеме сигнала инфракрасный приемник производит демодуляцию сигнала и преобразует его в двоичный код перед подачей его на микроконтроллер.

В нашем проекте мы будем использовать пульт ДУ от телевизора для передачи инфракрасных сигналов и инфракрасный приемник TSOP1838 для их приема.

Схема проекта

Схема декодера инфракрасных сигналов на основе платы Arduino представлена на следующем рисунке.

Соединения в схеме очень просты поскольку инфракрасный приемник (IR Receiver) имеет всего 3 контакта. Его контакты Vs и GND подключаются к контактам 3.3V и GND платы Arduino, а его контакт данных (Data pin) подключается к контакту 2 платы Arduino.

Внешний вид собранной на макетной плате конструкции проекта показан на следующем рисунке.

Объяснение программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.

Первым делом нам необходимо скачать библиотеку инфракрасной связи для Arduino по следующей ссылке и добавить ее в Arduino IDE выбрав в ней пункт меню Sketch > Include library > Add.Zip library. Выберите в открывшемся диалоговом окне файл со скачанной библиотекой и нажмите ‘Open’.

После этого необходимо подключить заголовочный файл библиотеки в программу.

Источник: microkontroller.ru

Принципы работы инфракрасных датчиков

Использование электронных устройств регистрирующих изменения каких-либо физических параметров, позволяет в автоматическом режиме контролировать работу многих приборов и механизмов. Инфракрасные датчики применяются именно для этих целей, но с появлением «умных» устройств, сфера применения изделий значительно расширилась.

В этой статье будет подробно рассмотрен принцип работы сенсора, реагирующего на ИК-излучение, а также приборов, в которые устанавливаются изделия этого типа.

Что представляет собой ИК-датчик

Ик датчики — это устройства, способные реагировать на фоновое инфракрасное излучение. Прибор регистрирует любое тепловое излучение. Это значит, что сработать такое устройство может не только при нахождении в зоне действия датчика теплокровных животных или человека, но и даже на перемещающийся неодушевлённый предмет.

Инфракрасный тепловой датчик может использоваться в различных условиях. Если эксплуатация осуществляется в местах, где устройство может подвергнуться физическому воздействию, то его изготавливают в защищённом корпусе. В различных гаджетах, например в смартфонах, ИК-детектор размещается на передней панели, чтобы обеспечить возможность реагирования сенсора на движение рук владельца телефона.

Принцип работы ИК датчика

Инфракрасные датчики могут иметь различную конструкцию, а принцип работы таких устройств может отличаться в зависимости от способа регистрации инфракрасного излучения. В такие приборы могут устанавливаться активные или пассивные ИК-элементы, а также комбинация этих двух типов детекторов ИК-излучения.

Активные

Работа активных датчиков похожа на систему радарного обнаружения самолётов, но только в инфракрасном диапазоне. Система этого типа состоит из двух основных элементов: генератора и приёмника ик-излучения. Первый элемент излучает сигнал в инфракрасном диапазоне, а второй — обрабатывает отражённый сигнал.

Если в зоне действия системы этого типа появляется какое-либо движение, то происходит доплеровский сдвиг частоты, на который и реагирует приёмник сигнала. Благодаря высокой степени чувствительности таких сенсоров они получили большее распространение, но по этой же причине такие устройства часто срабатывают ложно, например, при качании ветвей деревьев во время сильного ветра.

Пассивные

Пассивные устройства состоят только из приёмников сигнала. Излучателя в таких приборах нет, но благодаря высокой чувствительности сенсоров и применению линзы Френаля, удаётся добиться высоких результатов по обнаружению инфракрасного излучения, как в помещениях, так и на открытых площадках. Оптическая система разбивает детектируемое пространство на большое количество отдельных частей, что позволяет электронной системе сопоставлять уровень ИК излучения, исходящего из разных точек пространства. При обнаружении значительных расхождений в уровне излучения прибор срабатывает, и сигнал о наличии движения передаётся в систему звукового оповещения.

В качестве сенсора в пассивных устройствах используются пироэлектрические преобразователи. В приборе применяется чётное количество полупроводниковых элементов. Это необходимо, чтобы разделить между собой сигнал, поступающий от различных секторов линзы.

Комбинированные

В комбинированных инфракрасных системах применяются одновременно активный и пассивный датчики. Таким образом значительно снижается количество ложных срабатываний, ведь для включения электрического света, сирены сигнализации или других устройств необходимо получить «добро» от обоих сенсоров.

Комбинированные инфракрасные детекторы не лишены недостатков. Если по тем или иным причинам, какой либо датчик не сработает при наличии движения в зоне действия устройства, то подобные действия не приведут к срабатыванию охранной или пожарной системы.

Где купить

Различные компоненты систем безопасности легко доступны для приобретения в специализированных магазинах вашего города. Но существует другой вариант, который недавно получил ещё и значительные улучшения. Долго ждать посылку из Китая больше не требуется: в интернет-магазине Алиэкспресс появилась возможность отгрузки с перевалочных складов, расположенных в различных странах. Например, при заказе вы можете указать опцию «Доставка из Российской Федерации».

Переходите по ссылкам и выбирайте:

Применение в охранных и пожарных сигнализациях

Наиболее часто инфракрасные датчики применяются в охранных системах. Наличие движения легко определяется как пассивными, так и активными устройствами. Сигнализации этого типа являются достаточно надёжными, что позволяет оперативно передавать информацию о возможном нарушении периметра на звуковое устройство или на пульт охраны. Аналогичным образом действуют приборы, установленные перед раздвижными дверьми супермаркетов. При выявлении движения детектор включает электрическое реле привода электродвигателя.

Способность эффективно регистрировать инфракрасное излучение является незаменимым в противопожарных системах. При обнаружении открытого огня или значительного нагрева, такая система также начинает подавать тревожный сигнал либо включает автоматическую установку пожаротушения. Противопожарные ИК-устройства широко используются в заводских залах, на объектах, где хранятся взрывоопасные и легковозгораемые вещества.

Противопожарные устройства этого типа имеют серьёзные недостатки. Ложное срабатывание датчика может произойти в результате воздействия прямых или отражённых солнечных лучей, а также тепловых приборов. По этой причине инфракрасные детекторы пламени часто объединяются в системы, в которых используются иные принципы обнаружения возгораний.

Как известно, не бывает дыма без огня. По этой причине, установить факт возгорания можно с помощью миниатюрные инфракрасных устройств, с помощью которых регистрируется наличие газообразных продуктов горения. Приборы этого типа также имеют излучатель и приёмник ИК-излучения, но только в этом случае они располагаются напротив. Дым, проходя через инфракрасный луч, отражает большую часть сигнала. Приёмник, в свою очередь, регистрируют «недостачу» и включает электрическую цепь звукового устройства или системы пожаротушения.

Применение ИК-датчиков в быту и на производстве

В современных приборах и на производственных установках инфракрасные датчики используются для дистанционного управления, передачи информации, измерения расстояния, скорости и температуры.

Для регулировки температуры

При организации многих технологических процессов важно поддерживать температуру в заданных пределах. Механические устройства имеют значительные погрешности, поэтому если необходимо регулировать нагрев или охлаждение веществ с точностью до 0.1˚С, применяются специальные инфракрасные устройства. Такие приборы, объединённые в электрическую цепь с микропроцессорной платой, могут изменять температурный режим в автоматическом режиме.

Основное достоинство таких устройств заключается в возможности дистанционного измерения тепловых показателей. Например, при выплавке стали благодаря использованию инфракрасных пирометров можно точно определить температуру без непосредственного контакта с жидким металлом.

Температурные инфракрасные датчики могут быть выполнены в виде портативного устройства. Благодаря наличию низкого уровня искажения, такие изделия используются, в том числе, в качестве медицинских приборов для моментального определения температуры тела человека.

Инфракрасные ПДУ

Принцип работы пульта дистанционного управления также основан на инфракрасном излучении. На передающем сигнал устройстве устанавливается передатчик, который, при нажимании какой-либо кнопки, посылает зашифрованный сигнал на приёмник. Принявшее сигнал устройство обрабатывает полученную информацию и выполняет необходимое действие.

В современных устройствах принимающий сигнал от ПДУ датчик представляет собой объединённый в одном корпусе чувствительный элемент и усилитель. Таким образом экономится место на печатной плате, а также решается проблема, при необходимости, быстрой замены приёмного устройства.

Инфракрасные датчики в системах дистанционного управления позволяют организовать эффективный способ передачи информации на небольшом расстоянии. Среди основных плюсов такого способа можно назвать высокие показатели помехоустойчивости. Направленность системы в одну сторону является её серьёзным недостатком, но, при необходимости, можно увеличить угол эффективного использования ПДУ с помощью отражения от зеркальных поверхностей.

Датчик расстояния

Излучая и улавливая инфракрасный луч можно достаточно точно измерить расстояние от датчика к неподвижному объекту. Специальные устройства, выполняющие такую функцию состоят из ИК-светодиода и принимающего отражённое излучение сенсора.

Чувствительный элемент генерирует электрическое напряжение, величина которого зависит от угла падения отражённого инфракрасного луча. Эта зависимость, при измерении расстояния в определённых значениях, линейна. При удалении ИК-приёмника от объекта, напряжение уменьшается. Процессор обрабатывает сигнал от приёмника и выводит на дисплей значение расстояния либо активирует какую-либо электрическую систему.

Приобрести инфракрасные датчики можно в Москве, а также на Алиэкспресс либо других аналогичных торговых площадках.

Счётчик оборотов двигателя

Во многих системах оборудованных двигателями возникает необходимость вести подсчёт оборотов вращения подвижных частей силовых агрегатов. Механические устройства для этой цели уже давно не используются по причине отсутствия устойчивости к износу.

Инфракрасные датчики являются отличной заменой таким приборам.

Принцип работы бесконтактного устройства подсчёта оборотов очень прост:

• Инфракрасный луч направляется на вращающееся колесо, в котором имеется прорезь.
• После совершения полного оборота луч свободно проходит через отверстие и регистрируется приёмником.
• Процессор осуществляет подсчёт частоты электрических импульсов и выводит значение на цифровой дисплей.

Если по каким либо причинам такую конструкцию инфракрасного подсчёта частоты вращения невозможно реализовать на практике, то на валу размещают светоотражающий материал, который будет возвращать ИК-луч после каждого полного оборота.

Подключение датчика

Если монтаж инфракрасного датчика осуществляется своими руками, то прежде чем организовать подключение, необходимо ознакомиться с основными правилами установки таких устройств. Наиболее часто такие устройства устанавливаются самостоятельно для автоматического включения света в комнате либо для автоматического запуска уличных светильников, работающих от солнечных батарей.

Работа по подключению ИК датчика выполняется в такой последовательности:

• Правильно подобрать место для установки. Чувствительный элемент лучше регистрирует движения, осуществляемые поперёк контролируемой области. Высота монтажа зависит от модели датчика (2.5–4.0 м).
• Отключить электричество в доме и подвести провода от щитка или распределительной коробки к месту подсоединения датчика.
• Снять защитную пластиковую оболочку детектора.
• Подключить проводники к устройству согласно схеме указанной в инструкции или на самом приборе.
• Установить датчик на заранее подготовленное место, используя встроенный пружинный фиксатор.
• Проверить и настроить инфракрасный выключатель.

Большая часть производимых датчиков имеет встроенные элементы регулировки времени свечения лампы и порога срабатывания. На плате переменные резисторы обозначаются соответственно TIME и LUXE.

Чувствительность устройства следует настроить в первую очередь. Для этой цели необходимо установить регулировку времени свечения лампы на минимальное значение. Затем, вращением регулятора чувствительности в различные положения, подобрать наиболее подходящий режим работы осветительного прибора.

Когда чувствительность датчика будет настроена, следует установить реле времени на наиболее подходящий промежуток работы осветительного прибора.

Установку сигнализаций и пожарного оборудования следует доверить квалифицированным специалистам. Ошибки в монтаже таких устройств могут обойтись значительно дороже стоимости услуг профессионального монтажника.

Вывод

Инфракрасные датчики являются недорогими, надёжными устройствами, с помощью которых можно сделать свою жизнь более безопасной и комфортной. Покупка таких изделий в проверенных местах и правильный монтаж оборудования позволят прослужить системам этого типа в течение многих лет без необходимости проведения ремонта и замены основных компонентов.

Видео по теме

Источник: osensorax.ru