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.
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 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.
СТАТЬЯ не ЗАКОНЧЕНА
Наверняка, многие уже слышали о так называемых TSOP -сенсорах. Давайте попробуем поближе познакомиться с ними, разобраться как их подключать и как использовать.
Немного истории.
Уже в 1960-ых годах начали появляться первые бытовые приборы, телевизоры и радиоприёмники, с управлением на расстоянии. Сначала управление происходило по проводам, затем появлялись пульты со световым или ультразвуковым управлением. Это были уже первые "настоящие" беспроводные пульты дистаннционного управления. Но из-за звуковых или световых помех телевизор мог сам включаться или переключать каналы.
С появлением недорогих светодиодов Инфра-Красного излучения в 1970-ых годах появлиась возможность передавать сигналы с помощью невидимого для человека инфра-красного (ИК) света. А использование модулированных
ИК-сигналов позволило достичь очень выскокой помехозащищённости и увеличить количество передаваемых команд.
В качестве принимающего элемента ИК-излучения применяется обычно ИК-фотодиод или ИК-фототранзистор. Сигнал с такого фотоэлемента необходимо усилить и демодулировать .
Так как фотодиод, усилитель и демодулятор являются неотъемлимой частью ИК-приёмника, эти детали стали объединять в одном корпусе. Сам корпус изготавливают из пластмассы, которая пропускает ИК-лучи. Так со времением получился хорошо всем известный TSOP приёмник инфракрасных сигналов, который применяется в 99% всей бытовой аппаратуры для дистанционного управления.
Разновидности TSOP-приёмников.
Так как интегральные ИК-приёмники выпускались в разные "эпохи" и разными фирмами, существует и множество их внешних видов. Основные типы корпусов изображены на Рис. 2.
Рис. 2. Типы корпусов ИК-приёмников.
1)
ИК-приёмник фирмы SHARP. Обозначение GP1Uxxx
. Внутри жестяной оболочки находится небольшая печатная плата с ИК-фотодиодом и микросхемой. Такой фотоприёмник можно встретить на платах старых телевизоров и видеомагнитофонов.
2)
В этом корпусе ИК-приёмники встречается наиболее часто. Выпускались ещё в середине 199x годах фирмой Telefunken с обозначением TFMSxxx
. Сейчас выпускаются среди прочих фиромой Vishai и имеют обозначение TSOP1xxx
.
3)
ИК-приёмник в уменьшенном корпусе. Маркируется как TSOP48xx
, ILOP48xx
, TK18xx
.
4)
Очень редко встречающийся корпус ИК-приёмника. Ранее выпускался фирмой Sanyo . Обозначается как SPS440
-x.
5)
ИК-фотоприёмник в SMD корпусе фирмы Vishai . Обозначение: TSOP62xx
.
("x" в обозначениях означает цифру или букву.)
Рис. 3. Распиновка, вид снизу.
Распиновку каждого типа TSOP, как обычно, можно посмотреть в соответствующей на конкретную марку ИК-приёмника.
Обратите внимание, что ИК-приёмники под номерами 2 и 3 имеют разную распиновку! (Рис. 3):
Vo
- ножка выхода ИК-приёмника.
GND
- общий вывод (минус источника питания).
Vs
- вывод плюса напряжения питания, обычно от 4,5 до 5,5 вольт.
Принцип работы.
Рис. 4. Блок-схема TSOP.
Упрощённая блок-схема TSOP-приёмника приведена на Рис. 4. В качестве выходного элемента внутри TSOP используется обычный N-P-N транзистор. В неактивном состоянии транзистор закрыт, и на ножке Vo присутствует слабый уровень высокого напряжения (лог. "1"). При появлении в чувствительной зоне TSOP инфракрасного излучения с "основной" частотой этот транзистор открывается и выходная ножка Vo принимает низкий уровень сигнала (лог. "0").
"Основная" частота - это частота импульсов инфра-красного излучения (света), которую отфильтровывает внутренний демодулятор TSOP. Эта частота обычно равна 36, 38, 40 кГц, но может быть и другой, об этом необходимо справиться в даташите на конкретный тип TSOP-приёмника. Для повышения помехоустойчивости ИК-канала связи, применяется модулированная передача ИК-света. Временны
е харрактеристики модуляции для помехозащитной передачи приведены в даташите на конкретный TSOP-приёмник. Но в большинстве случаев достаточно придерживаться простых правил:
Рис. 5. Принцип передачи импульсов.
1) минимальное количество импульсов в пачке - 15
2) максимальное количество импульсов в пачке - 50
3) минимальное время между пачками - 15*T
4) частота импульсов в пачке должна соответствовать основной частоте TSOP-приёмника
5) светодиод должен быть с длиной волны = 950 nm.
"T"
- период "основной" частоты TSOP-приёмника.
Регулируя в некоторых пределах длину пачки импульсов, можно передавать двоичные сигналы. Длинный импульс на выходе TSOP-приёмника может означать "единицу", а короткий - "нуль" (Рис. 5). Таким образом при соблюдении правил модуляции дальность передачи цифровых сигналов на прямой видимости между светодиодом и TSOP-приёмником может достигать 10-20 метров. Скорость передачи не большая, около 1200 бит в секунду, в зависимости от применённого TSOP-приёмника.
Использование TSOP в качестве сенсора.
TSOP-приёмники можно использовать в качестве друх типов сенсоров:
В обоих случаях необходимо применять светонепроницаемые тубусы, которые будут ограничивать пучёк ИК-лучей в нежелательных направлениях.
Инфра-Карсный спектр света, так же как и видимый свет, подчиняется законам оптики:
-
излучение может отражается от различных поверхностей
-
интенсивность излучения уменьшается с увеличением расстояния от источника
Эти две оссобенности и используются для построения так называемых "ИК-бамперов" - безконтактных сенсоров обнаружения препятствий. Что бы исключить ложные срабатывания или ложные не
срабатывания таких бамперов необходимо излучать пачки импульсов, как и при передаче комманд пультом управления.
Генерировать пачки импульсов можно с помощью обычных логических микросхем или с момощью микроконтроллера. Если в конструкции используются несколько сенсоров на основе TSOP-приёмников или несколько излучающих диодов, следует предусмотреть избирательный опрос "срабатывания" датчика. Такая избирательность достигается проверкой срабатывания TSOP-приёмника только в тот момент, когда передаётся только для него предназначенная пачка ИК-импульсов, или сразу же после
её передачи.
Расстояние срабатывание ИК-бампера на основе TSOP-приёмника можно регулировать тремя способами:
1)
изменяя основную частоту импульсов ИК-излучения,
2)
изменяя скважность основной частоты импульсов ИК-света
3)
изменяя ток через ИК-светодиод.
Выбор способа определяется удобством использования в конкретной схеме ИК-бампера.
У безконтактных бамперов на основе TSOP-приёмников есть существенный недостаток: расстояние "срабатывания" такого бампера сильно зависит от цвета и шероховатости отражающей поверхности предмета. Но очень низкая цена TSOP-приёмников и простота их использования представляют большой интерес для начинающих электронщиков для постройки разнообразных сенсоров.
Приемник ИК — команд пульта дистанционного управления для управления бытовой техникой может быть легко сделан с применением десятичного счетчика CD4017, таймера NE555 и инфракрасного приемника TSOP1738.
Используя эту схема ИК приемника, можно с легкостью управлять своей бытовой техникой с помощью пульта от телевизора, DVD-плеера или же с помощью схемы ПДУ описанного в конце статьи.
Схема ИК приемника для дистанционного управления
Выводы 1 и 2 ик-приемника TSOP1738 используются для его питания. Резистор R1 и конденсатор C1 предназначены для стабильной работы и подавления различных помех по цепи питания.
Когда ИК лучи на частоте 38 кГц падает на ИК-приемник TSOP1738, на его выходе 3 появляется низкий уровень напряжения, при исчезновении ик-лучей вновь появляется высокий уровень. Этот отрицательный импульс усиливается транзистором Q1, который передает усиленный частотный сигнал на вход десятичного счетчика CD4017. Выводы счетчика 16 и 8 предназначены для питания его. Вывод 13 подключен к земле, разрешая тем самым его работу.
Выход Q2 (4 контакт) подключен к выводу сброса (15 контакт), чтобы сделать работу CD4017 в режиме бистабильного мультивибратора. В время первого импульса на Q0 появляется лог1, второй синхросигнал вызывает появление лог1 на Q1 (Q0 становится низким), а на третий сигнал опять выводит на Q0 лог 1 (Q2 подключен к MR, поэтому третий тактовый сигнал сбрасывает счетчик).
Давайте предположим, счетчик совершил сброс (Q0 высокий уровень, а остальные низкий). При нажатии на кнопку ПДУ, тактовый сигнал воздействует на счетчик, что приводит к появлению высокого уровня на Q1. Таким образом, LED D1 светится, транзистор Q2 включается и активируется реле.
Когда вновь нажимают кнопку ПДУ, на выводе Q0 появляется лог 1, реле отключается и LED D2 загорается. LED D1 указывает, когда прибор включен и LED D2 указывает, когда прибор выключен.
Вы можете использовать свой пульт от телевизора для управления или собрать отдельный на по приведенной ниже схеме.
