Журнал РАДИОЛОЦМАН, февраль 2018
Andreas Grün
EDN
Довольно часто возникает необходимость передать в микроконтроллер небольшое количество бит или байт данных без прямого подключения кабелем. Одним из простых средств решения этой задачи могут быть широко доступные ИК приемники, такие, например, как выпускаемые Vishay TSOP17xx или аналогичные, применяемые в приложениях дистанционного управления. Использовать эти устройства очень просто, так как им не нужны никакие внешние компоненты. Обычно такие приемники работают с импульсной несущей 38 кГц и содержат усилитель, АРУ и демодулятор.
Для простых приложений основная сложность связана с конструкцией передатчика, которому нужны старт-стопный генератор 38 кГц, дополнительный источник питания и модулирующие импульсы длительностью от единиц до долей миллисекунд. Реализовать это под управлением операционных систем персональных компьютеров (ПК) достаточно сложно. В то же время, последовательный порт ПК, имеющий стандартную скорость передачи 38,400 бит/с, с помощью простого удвоителя частоты и двух ИК светодиодов способен формировать аккуратные пачки импульсов с частотой 38.4 кГц (Рисунок 1). При передаче байтов с попеременно чередующимися нулями и единицами (шестнадцатеричный код 55h) каждый байт 55h генерирует пачку из 18 импульсов, добавляя стартовый и стоповый биты, а последовательности байтов могут генерировать более длинные импульсы.
 |
||
| Рисунок 1. | Посылая соответствующие шестнадцатеричные значения в последовательный порт ПК, эта схема генерирует аккуратные пакеты данных с частотой 38.4 кГц. |
|
Приемнику требуются последовательности длиной от 10 до 70 импульсов с примерно равными паузами между ними. Предлагаемая схема позволяет без труда выполнить эти требования. Для формирования коротких пауз можно использовать нулевые посылки (00h), хотя они будут дополнены двумя импульсами – стартовым и стоповым. Впрочем, приемник эти импульсы устранит. Останавливая передачу, можно формировать более длинные паузы. В зависимости от выбранного приемника, иногда длительность пауз требуется увеличивать. Используя короткие и длинные пачки и соответствующий протокол, вы можете организовать передачу данных.
Вместе с выходным импедансом последовательного порта и конденсатором схема на Рисунке 1 образует фильтр верхних частот. Положительные импульсы управляют одним ИК светодиодом, отрицательные – другим. Оба светодиода должны быть направлены на приемник. Как правило, порты ПК способны отдавать выходной ток от 5 до 20 мА при напряжении ±15 В, то есть, имеют выходное сопротивление порядка единиц килоом или чуть меньше, поэтому токоограничительный резистор в этой схеме обычно не нужен. Емкость конденсатора, при которой в большинстве случаев схема работает надежно, составляет от 1 нФ до 10 нФ. С приемником никаких проблем не возникает. В случае, когда вы используете схему не с портами ПК, а, например, с микроконтроллером, имеющим более низкое выходное сопротивление, потребуется подобрать другую емкость конденсатора. В практических приложениях, если светодиоды направлены на приемник, вы можете рассчитывать на уверенную дистанцию связи от 2 м до 4 м при пиковом токе светодиода 5 мА. В разделе загрузок доступен для скачивания образец простой программы для ПК.
