Принцип работы ИК пульта управления
Большая часть современной бытовой электронной аппаратуры имеет пульт дистанционного управления, использующий инфракрасное (ИК) излучение в качестве способа передачи информации. ИК канал передачи данных используется в некоторых устройствах системы «умный дом», которую мы производим.
Принцип ИК передачи информации
Инфракрасное, или тепловое излучение — это электромагнитное излучение, которое испускает любое нагретое до определенной температуры тело. ИК диапазон лежит в ближайшей к видимому свету области спектра, в его длинноволновой части и занимает область приблизительно от 750 нм до 1000 мкм. Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, около половины излучения Солнца. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении отличаются от их свойств в видимом свете. Например, некоторые стекла непрозрачны для инфракрасных лучей, а парафин, в отличие от видимого света, прозрачен для ИК излучения и используется для изготовления ИК линз. Для его регистрации используют тепловые и фотоэлектрические приемники и специальные фотоматериалы. Источником ИК лучей, кроме нагретых тел, наиболее часто используются твердотельные излучатели — инфракрасные светодиоды, ИК лазеры, для регистрации применяются фотодиоды, форотезисторы или болометры. Некоторые особенности инфракрасного излучения делают его удобным для применения в устройствах передачи данных:
- ИК твердотельные излучатели (ИК светодиоды) компактны, практически безинерционны, экономичны и недороги.
- ИК приемники малогабаритны и также недороги
- ИК лучи не отвлекают внимание человека в силу своей невидимости
- Несмотря на распространенность ИК лучей и высокий уровень «фона», источников импульсных помех в ИК области мало
- ИК излучение низкой мощности не сказывается на здоровье человека
- ИК лучи хорошо отражаются от большинства материалов (стен, мебели)
- ИК излучение не проникает сквозь стены и не мешает работе других аналогичных устройств
Все это позволяет с успехом использовать ИК способ передачи информации во многих устройствах. ИК передатчики и приемники находят применение в бытовой и промышленной электронике, компьютерной технике, охранных системах, системах передачи данных на большие расстояния по оптоволокну. Рассмотрим более подробно работу систем (пультов) управления бытовой электроники.
Пульт ИК управления при нажатии кнопки излучает кодированную посылку, а приемник, установленный в управляемом устройстве, принимает её и выполняет требуемые действия. Для того, чтобы передать логическую последовательность, пульт формирует импульсный пакет ИК лучей, информация в котором модулируется или кодируется длительностью или фазой составляющих пакет импульсов. В первых устройствах управления использовались последовательности коротких импульсов, каждый из которых представлял собою часть полезной информации. Однако в дальнейшем, стали использовать метод модулирования постоянной частоты логической последовательностью, в результате чего в пространство излучаются не одиночные импульсы, а пакеты импульсов определенной частоты. Данные уже передаются закодированными длительностью и положением этих частотных пакетов. ИК приемник принимает такую последовательность и выполняет демодулирование с получением огибающей. Такой метод передачи и приема отличается высокой помехозащищенностью, поскольку приемник, настроенный на частоту передатчика, уже не реагирует на помехи с другой частотой. Сегодня для приема ИК сигнала обычно применяется специальная микросхема, объединяющая фотоприемник, усилитель с полосовым фильтром, настроенным на определенную несущую частоту, усилитель с АРУ и детектор для получения огибающей сигнала. Кроме электрического фильтра, такая микросхема имеет в своем составе оптический фильтр, настроенный на частоту принимаемого ИК излучения, что позволяет в максимальной степени использовать преимущество светодиодного излучателя, спектр излучения которого имеет небольшую ширину. В результате таких технических решений, стало возможным принимать маломощный полезный сигнал на фоне ИК излучения других источников, бытовых приборов, радиаторов отопления и т.д. Работа современных устройств ИК управления достаточно надежна, а дальность составляет от нескольких метров до 40 и более метров, в зависимости от варианта реализации и уровня помех.
Передатчик ИК сигнала
Передатчик ИК сигнала, ИК пульт, чаще всего имеет питание от батарейки или аккумулятора. Следовательно его потребление должно быть максимально низким. С другой стороны, излучаемый сигнал должен быть значительной мощности для обеспечения большой дальности передачи. Такие противоположные по энергетическим затратам задачи успешно решаются способом передачи коротких импульсных кодированных пакетов. В промежутках между передачами пульт практически не потребляет энергии. Задача контроллера пульта — опрос кнопок клавиатуры, кодирование информации, модулирование опорной частоты и выдача сигнала на излучатель. Для изготовления пультов выпускаются различные специализированные микросхемы, однако для этих целей могут быть использованы и современные микроконтроллеры общего применения типа AVR или PIC. Основное требование к таким микроконтроллерам — это наличие режима сна с чрезвычайно низким потреблением и способность чувствовать нажатия кнопок в этом состоянии.
Излучатель ИК сигнала испускает инфракрасные лучи под действием тока возбуждения. Ток на излучатель обычно превышает возможности микроконтроллера, поэтому для формирования необходимого тока устанавливается простейший светодиодный драйвер на одном транзисторе. Для снижения потерь, при выборе транзистора необходимо обратить внимание на его коэффициент усиления тока — β или h21. Чем выше этот коэффициент, тем выше эффективность устройства. Современные передатчики используют полевые или CMOS транзистоы, эффективность которых на используемых частотах можно считать предельной.
Приведенная схема не лишена недостатков, в частности при снижении уровня заряда батареи, мощность излучения будет падать, что приведет к снижению дальности. Для снижения зависимости от напряжения питания, можно использовать простейший стабилизатор тока.
Большинство передатчиков работают на частоте 30 — 50 кГц. Такой диапазон частот был выбран исторически при создании первых подобных устройств. Была выбрана область с наименьшим уровнем помех. Кроме того, принимались в расчет ограничения на элементную базу. В дальнейшем, по мере стандартизации и распространения аппаратуры с таким способом управления, переход на другие частоты стал нецелесообразным.
В целях увеличения импульсной мощности передатчика, а соответственно и его дальности, сигнал основной частоты отличается от меандра и имеет скважность 3 — 6. Таким образом повышается импульсная мощность с сохранением или даже уменьшением средней мощности. Импульсный ток светодиода выбирается исходя из его паспортных значений и может достигать одного и более Ампер. Импульсный ток в большинстве пультов ИК не превышает 100 мА. При этом, поскольку и опорная частота имеет малый коэффициент заполнения и длительность кодированной посылки не превышает 20-30 мс, средний ток при нажатой кнопке не превышает одного миллиампера. Повышение импульсного тока светодиода сопряжено с снижением эффективности и уменьшением срока службы. Современные инфракрасные светодиоды имеют эффективность 100-200 мВт излучаемой энергии при токе 50 мА. Допустимый средний ток не должен превышать 10-20 мА. Питание светодиода должно иметь RC фильтр, который снижает воздействие импульсной помехи на питание микроконтроллера. Спектр применяемых светодиодов для ИК пультов большинства бытовой аппаратуры имеет максимум в области 940 нм.
Длительность единичного пакета опорной частоты для уверенного приема составляет не менее 12-15 и не более 200 периодов. При передаче кодированной посылки, передатчик формирует в начале преамбулу, которая представляет собой один или несколько пакетов опорной частоты и позволяет приемнику установить необходимый уровень усиления и фона. Данные в кодированной посылке передаются в виде нулей и единиц, которые определяются длительностью или фазой (расстоянием между соседними пакетами). Общая длительность кодированной посылки чаще всего составляет от нескольких бит до нескольких десятков байт. Порядок следования, признак начала и количество данных определяется форматом посылки.
Приемник ИК сигнала
Приемник ИК сигнала как правило имеет в своем составе собственно приемник ИК излучения и микроконтроллер. Микроконтроллер раскодирует принимаемый сигнал и выполняет требуемые действия. Поскольку приемник в большинстве случаев устанавливается в аппаратуре с сетевым питанием, его потребление не существенно. Микроконтроллер чаще всего выполняет и другие сервисные функции в устройстве и является его центральным логическим устройством.
Приемник ИК излучения чаще всего выполняется в виде отдельного интегрального модуля, который располагается за передней панелью управляемой аппаратуры. В передней панели имеется прозрачное для ИК лучей окошко. Как правило, такая микросхема имеет три вывода – питание, общий и выход сигнала. Производители электронных компонентов предлагают приемники ИК сигналов различного типа и исполнения. Однако, принцип их работы схож. Внутри такая микросхема имеет:
- фотоприемник — фотодиод
- интегрирующий усилитель, выделяющий полезный сигнал на уровне фона
- ограничитель, приводящий сигнал к логическому уровню
- полосовой фильтр, настроенный на частоту передатчика
- демодулятор — детектор, выделяющий огибающую полезного сигнала.
Корпус такого приемника выполняется из материала, выполняющего роль дополнительного фильтра, пропускающего ИК лучи определенной длины волны. Современные интегральные приемники позволяют принимать полезный сигнал на уровне фона, превышающего его в несколько десятков раз и при этом чувствовать посылки частоты, имеющие всего от 4 — 5 периодов.
Питание приемника излучения должно быть выполнено с RC фильтром для увеличения чувствительности. Микроконтроллер производит помеху широкого спектра на линиях питания, что может повлиять на работу приемника.
Форматы ИК передачи данных
Различные производители бытовой аппаратуры применяют в своих изделиях различные пульты ИК управления. Поскольку пульт должен общаться только с конкретным устройством, он формирует последовательность данных, уникальную для своего типа оборудования. Передаваемые данные содержат кроме собственно команды управления адрес устройства, проверочные данные и другую сервисную информацию. Более того, различные производители используют различные способы формирования последовательности данных и различные способы передачи логических состояний. Наиболее распространенные способы кодирования битов информации — это изменение длительности паузы между пакетами (метод интервалов) и кодирование сочетанием состояний (бифазный метод). Однако, встречаются способы кодирования бит информации длительностью, сочетанием длительности и паузы и т.д. Наиболее распространенные форматы передачи:
Форматы RC-5 и NEC используются многими производителями электроники. Некоторые производители разработали свой стандарт, но в основном используют его сами. Менее распространенные форматы пультов управления:
В отличие от пультов управления бытовой электроникой, которые передают только одну команду, соответствующую нажатой кнопке, пульты управления кондиционерами передают при каждом нажатии всю информацию о параметрах, выбранных пользователем на экране пульта, такие как температура, режим охлаждения, нагрева или вентиляции, мощность вентилятора и другие. В результате, посылка становится достаточно длительной. Например, пульт бытового кондиционера Daikin FTXG передает единовременно 35 байт информации, скомпонованной в трех последовательных посылках. Форматы пакетов ИК передачи кондиционеров:
Инфракрасные передатчики служат для синхронизации активных 3D очков затворного типа с телевизором.
Двунаправленная передача информации используется в некоторых мобильных устройствах: ноутбуках, телефонах, смартфонах, плеерах и т.д. Передача информации по протоколу IrDA основана на форматах асинхронной передачи данных, реализованных в COM портах компьютера.
Передача информации на большие расстояния не обходится сегодня без ИК излучения. Оптоволоконные линии связи используют ИК излучение ближней и средней области спектра (некоторые и видимого) для передачи данных.
Источник
Пульт от телевизора может навредить здоровью человека?
Пульт от телевизора совершенно безопасное устройство с точки зрения его прямого предназначения. две батарейки служат годами, следовательно ИК-излучение мизерно и никому никакого вреда не может принести. А вот использование пульта в качестве метательного оружия внесло сумбур во многие крепкие семьи, он же всегда под рукой и с виду крепок и надежен. Есть правда кнопки, один знакомый малыш их лихо выкусывал, наверно часть проглотил, но ничего худого с ним не случилось.
Гораздо большую интенсивность излучения имеют станции для мобильных телефонов, установленные на улице и wifi маршрутизаторов, у которых включён передатчик и которые установлены в помещении. В сравнении с ними излучение светодиода в пульте оказывается ничтожно малым. Но, по-большому счёту, любые излучения оказывают влияние на организм человека, какие-то в меньшей степени, а какие — то — в большей. Потому что сам по себе организм энергетически связан со всей Вселенной и обменивается своей энергетикой с её излучениями, в том числе и с излучением от пульта. Для большинства людей «домашние» излучения не имеют большого влияния, но вот существуют определённые заболевания (особенно связанные с нарушениями сердечных ритмов), при которых может сильно ухудшаться самочувствие от действия различных технических излучений от домашней радиоэлектронной аппаратуры.
Да. Если его съесть. Если им человека ударить. Если из-за него нервничать или драться за право переключать каналы.Своим инфракрасным излучением, достаточно малоинтенсивным, пульт повредить человеку не сможет.
Потому что в нашей стране не уделяется достаточного внимания профилактической медицине. Я знаю одну женщину, которая родила и выкормила трех детей и не имеет никаких проблем с зубами. Вероятно потому что её подростковый возраст пришёлся на службу её отца в ГДР. А там всем детям у кого росли коренные зубы давали какой-то препарат по типу улучшенного глюконата кальция как материал для строительства зубов.
К сожалению в нашей стране редко вылечивают зуб удачно и надолго, даже если обратились при первых признаках нездоровья зуба и даже у людей у кого относительно неплохие зубы. Немало случаев, когда один или два зуба после неудачного лечения в итоге вскорости приходиться удалять, при том что другие зубы целые.
В некоторых регионах плохая вода, что стимулирует неправильный обмен веществ и рыхлость зубной ткани. Вначале и в середине 90-х годов в некоторых семьях недоедали, даже дети-подростки, и их организму неоткуда было брать «материал» для крепких зубов.
Псориаз не лечится, уже не одно поколение в нашей семье с ним борется, псор можно приостановить ( распостронение бляшек, добиться ремисии) иногда получается почти от всех бляшек избавиться ( но чтоб прям все ушли такого не было, всегда остаются одна, две контрольные, дежурные).
Главное при болезни псором вести здоровый образ жизни, не курить и не пить вообще, не каких стрессов а так же почаще бывать на солнце и купаться в солёном море, ( в идеале жить около моря) эта рекомендация подходит всем.
Мази разным людям помогают по разному, гармональные мази помогают сначала и не надолго, а потом псор привыкает к гармоналкам и лезет ещё больше.
Мази лучше исползовать с травами на основе вазилина либо солидола, мне помогает карталин.
Как правило, в ночное время алкоголь употребляю только на новый год или же на каких-нибудь посиделках, которые затянулись за полночь. Потребности проснуться ночью, чтобы хлопнуть рюмашку, у меня нет.
При этом, каюсь, выпиваю регулярно. Ужин обычно у меня не проходит без бокала вина или же 50 граммов коньячка. Почему я это делаю? Наверное, дело в привычке или в том, что я уже алкоголик, не знаю.
Хотя, где-то читала, что человек является алкоголиком при употреблении какого-то (точных цифр не помню) там количества чистого спирта в неделю. Но мне лень считать, и я по этому поводу не заморачиваюсь.
Да, вполне может! Если пить много кофе, то это скажется и на кровяном давлении и на сне человека. И если для совсем молодого человека это пройдет незаметно, то для людей более солидного возраста скажется обязательно. Плохой сон оказывает плохую услугу и нервной системе. Плюс кофеин при значительной дозе вызовет небольшую тахикардию и как следствие рост кровяного давления.
Давление в свою очередь «надует» сосуды малого таза. И это может вызвать обострение геморроя.
Не обязательно вызовет, но может вызвать. Поэтому если уже есть признаки гипертонии, то старайтесь пить меньше кофе и чая. Это и для сердца лучше и для вашего геморроя, если он тоже есть.
Я это знаю по себе. Стоит мне получить нервное переутомление, а на моей работе это было часто, сразу росло кровяное давление, и как следствие кровотечение из прямой кишки. Как идти в туалет, так весь унитаз в крови. Я даже иногда боялся, что потеряю слишком много крови и не смогу работать. Сам я шутил над собой. «Ну вот месячные начались».
Но как только я попадал в нормальную обстановку, все проходило до следующего переутомления. Как поменял работу все прекратилось на десятки лет.
Источник
