日期：2022-12-02
紅外傳感器又稱IR傳感器，是一種檢測反射光并發(fā)射紅外光的設(shè)備。因此，它可以區(qū)分黑色和白色或深色和淺色。有許多類型的紅外傳感器，例如用于電視遙控器、物體檢測甚至用于測量人的心率的紅外傳感器。我們將使用的紅外傳感器是數(shù)字傳感器，當(dāng)檢測到白色時返回 1，檢測到黑色時返回 0。IR 發(fā)射器由發(fā)射 IR(紅外線)輻射的 LED 組成。這由光電二極管接收，光電二極管在接收端充當(dāng) IR 接收器。由于紅外輻射對人眼是不可見的，因此非常適合用于無線通信。一個電子遙控設(shè)備主要由這個紅外發(fā)射器和接收器組成。遙控器將不可見光的閃光圖案化，將其轉(zhuǎn)化為指令并由接收器模塊接收。
紅外傳感器一、工作方式
IR 信號在傳輸過程中被調(diào)制。調(diào)制意味著將模式分配給要發(fā)送到接收器的數(shù)據(jù)。最常用的 IR 調(diào)制約為 38khz。IR 發(fā)射器和接收器存在于許多不同的設(shè)備中，盡管它們最常見于消費電子產(chǎn)品中。這項技術(shù)的工作方式是一個組件以特定模式閃爍紅外光，另一個組件可以接收并轉(zhuǎn)換為指令。這些發(fā)射器和接收器用于遙控器和所有不同類型的設(shè)備，例如電視和 DVD 播放器。包含該技術(shù)的外圍設(shè)備還可以讓計算機控制各種其他消費電子產(chǎn)品。由于紅外遙控器僅限于視線操作，因此某些產(chǎn)品可用于通過硬連線傳輸擴展信號。
紅外傳感器二、轉(zhuǎn)換指令
最常見的消費電子遙控器使用紅外線。它們通常使用發(fā)光二極管 (LED) 產(chǎn)生紅外線，接收器單元的主要組件通常是光電二極管。遙控器閃爍不可見光的圖案，接收模塊將其拾取并轉(zhuǎn)換為指令。構(gòu)建發(fā)射器和接收器所需的部件通常很便宜，但這些系統(tǒng)僅限于視線操作。為了將典型紅外遙控器的范圍擴展到視線之外，可以將紅外發(fā)射器和接收器與另一個組件組合在一起。硬連線擴展器單元使用通過物理線連接的發(fā)射器和接收器。這條線可以繞墻或穿過墻壁，發(fā)射器位于一個房間，接收器位于另一個房間。當(dāng)信號從遙控器發(fā)送到接收器時，它會穿過電線，然后由另一端的發(fā)射器轉(zhuǎn)回紅外光。
紅外傳感器三、執(zhí)行相同的功能
射頻 IR 擴展器無需任何物理線即可執(zhí)行相同的功能。這些系統(tǒng)涉及兩個組件，其中一個包含一個 IR 接收器和一個 RF 發(fā)射器。配對單元包含一個 RF 接收器和 IR 發(fā)射器。在 IR 接收器上使用紅外遙控器時，設(shè)備會轉(zhuǎn)換信號并通過 RF 進(jìn)行廣播。然后，配對單元接收該信號，對其進(jìn)行解碼并發(fā)送一個 IR 信號。IR 發(fā)射器和接收器設(shè)備也可用于某些計算機。這些外圍設(shè)備通常設(shè)計為通過通用串行總線 (USB) 進(jìn)行連接，并可用于控制各種類型的消費電子產(chǎn)品。軟件可以允許設(shè)備直接從其他遙控器學(xué)習(xí)命令。
紅外傳感器四、光電晶體管
紅外發(fā)射器包含一個發(fā)射紅外光的 LED。故名。接收器包含一個光電二極管或一個光電晶體管(通常是后者)。該組件通過或多或少的電流取決于落在其上的 IR 光量。LED 按編碼順序打開和關(guān)閉。連接到光電晶體管的微處理器或特殊 IC 對序列進(jìn)行解碼以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。它通常不像 LED on = 1，LED off = 0 那樣簡單。大多數(shù)系統(tǒng)以更高的“載波”頻率調(diào)制 LED。載體已關(guān)閉。這使得信號更容易與變化較慢的背景源區(qū)分開來。仍然不像載波打開 = 1，載波關(guān)閉 = 0。(這稱為 NRZ。)
紅外傳感器五、編碼方式
使用了不同的編碼方法，一種稱為曼徹斯特的系統(tǒng)很常見。像這樣的編碼系統(tǒng)有助于接收器將其時序與發(fā)送器比特流同步。例如，如果您只使用 NRZ 編碼，并且有一長串零，則根本沒有信號。在曼徹斯特，一長串零或一仍然會產(chǎn)生一系列脈沖。絕大多數(shù)紅外遙控器的載波頻率為 38 KHz 或接近。發(fā)射到接收器的紅外波長略長于可見光。發(fā)射器(通常是 LED 或發(fā)光二極管)有 2 個組件打開(或脈沖)。人眼通?？床坏竭@一點，但可以使用他們的智能手機攝像頭來查看 IR 脈沖。只需打開手機攝像頭并按下電視上的遙控器即可觀看活動。接收器部分相當(dāng)于電視中的實際光電傳感器(例如)，它接收來自遙控器的脈沖紅外信號以切換頻道或調(diào)高或調(diào)低音量。來自發(fā)射器的脈沖由接收器讀取，然后轉(zhuǎn)換為特定動作。
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