日期：2023-06-29
紅外通信是最簡單的無線通信方法之一，它是一種經濟高效的無線傳輸少量數據的方式。可以肯定地假設閱讀本文的任何人都在家里或工作中使用過許多不同的遙控器，并且大多數這些簡單設備通過紅外脈沖與接收器進行通信。本博客介紹了紅外通信的基礎知識，并解釋了用于控制不同設備的兩種最常用的紅外協議。
大功率紅外led一、如何工作
紅外 LED 產生人眼不可見的光。通常，此類設備輸出的光波長約為 950 納米。然而，紅外 LED 并不是唯一可以發射紅外或近紅外波的器件。許多其他來源，如燈泡和太陽本身，都會釋放紅外波，這是處理紅外通信時的困難之一。此外，任何人都可以發送紅外信號。通常，發送方和接收方之間不會發生握手、身份驗證或授權。例如，電視可以通過任何使用相同語言的遙控器進行控制。在通信中，語言被稱為協議，它無非是數據發送者和接收者之間的協議。雙方同意遵循預先定義的模式并以某種方式傳輸信息。
大功率紅外led二、信號頻率
使用 IR LED 傳輸二進制值的最簡單方法是打開紅外 LED(發送邏輯 1)或將其關閉(可能表示邏輯 0)一段時間。發送方可以執行此操作，直到所有數據位均已傳輸。不幸的是，這在現實中行不通，因為許多其他來源都會發出紅外輻射。接收器將無法濾除來自其他來源的不需要的信號。為了克服這個問題，發送器需要非常快速地脈沖打開和關閉 LED，而不是僅僅打開和關閉它。通常使用 38,000 Hz 的頻率，這也稱為 IR 信號的載波頻率。請注意，其他波長和載波頻率也是可能的，例如 940 nm 和 36 kHz。然而，實際上，這似乎不成問題。大多數紅外接收器仍然可以在波長和載波頻率略有變化的情況下工作。
大功率紅外led三、NEC IR 傳輸協議
通過閃爍 IR LED 來表示數據位的技術與 IR 通信協議無關。此類協議描述了數據位的布局方式，以便雙方都能理解它們的含義。例如，流行的 NEC 協議使用一種稱為脈沖距離編碼的技術來區分兩種邏輯狀態。標準 NEC 協議使用 38 kHz 的載波頻率。邏輯狀態通過使用不同長度的脈沖來編碼以區分高電平和低電平。圖片由作者制作二進制值編碼如下：邏輯 1：562.2 μs 突發，隨后是 1.687 ms 低電平周期、邏輯 0：562.2 μs 突發，隨后是 562.2 μs 低電平周期、消息幀本身包含以下組件：、九毫秒領先脈沖突發、4.5 ms 低電平周期、設備的8位地址、前八位的邏輯反轉8位命令。
大功率紅外led四、命令位的邏輯反轉
最后 562.5 μs 突發表示消息結束，地址和命令的倒數可以用作校驗和來驗證兩個傳輸值是否正確。然而，有些遙控器傳輸 16 位地址，有些甚至發送 16 位命令。請注意，不同的消息可能具有不同的傳輸時間。NEC 協議還支持重復命令，指示接收方重復先前的消息。
大功率紅外led五、概括
使用 IR LED 和接收器進行數據傳輸是一種簡單的無線通信方式。流行的紅外傳輸協議的低傳輸速度使得該方法易于實現，即使使用慢速微控制器也是如此。由于許多其他物體會發射紅外輻射，因此發送器必須打開和關閉 LED 脈沖來傳輸數據。否則，接收者將無法區分實際消息和噪聲。NEC 協議使用脈沖距離編碼來區分傳輸消息中的邏輯狀態。該消息本身由一個同步序列組成，通常后面跟著一個八位地址和命令。RC5協議使用曼徹斯特編碼來區分邏輯狀態。該消息本身包含兩個起始位、一個切換位、五個地址位和六個數據位。兩個系統都支持重復序列，告訴接收器重復最后一個命令。
大功率紅外led六、晶體管
我們將在接下來的文章中深入探討這些概念，在這些文章中我們將學習如何在我們自己的操作方法和項目中利用 IR 通信的力量!如果 LED 的正向電壓約為 1.3v(為了便于計算)，您允許串聯電阻上有 2v 的電壓，因此如果晶體管完全導通，則通過它的電流為 10mA。但是，當基極饋入 10k 電流(因此只有 0.25mA 的電流)時，晶體管不太可能完全導通 - 它的 hfe 急劇下降至完全導通。GPIO 可以提供高達 15mA 的電流，因此您可以將 10k 降至 1k 以下，從而更加努力地驅動晶體管。這將允許更多的電流通過 LED，或者等效地通過更多并聯的 LED-200R 燈串。
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