Чтобы
исключить влияние посторонних источников ИК излучений (источников тепла), ИК
луч модулируется по амплитуде:
|
С выхода фотодиода на вход усилителя поступает очень слабый сигнал. Усилитель усиливает этот сигнал. Чтобы амплитуда сигнала не зависела от интенсивности излучения, на расстоянии между передатчиком и приемником используется ограничитель сигнала. Фильтр необходим для того, чтобы выделить только те частоты, на которых происходит модуляция (30-60 кГц).
Конденсатор
не пропускает постоянный ток. Демодулятор выделяет полезные сигналы. Компаратор
вносит дополнительные ограничения, чтобы сформировать прямоугольный импульс с
коротким фронтом и подавать на вход МК, ПК.
IrDA подходит для небольших расстояний (до 10 м) между приемником и передатчиком.
Такой способ передачи информации позволяет сформировать импульсы тока до 1А. При этом происходит экономия времени работы батарейки.
Протокол передачи информации по IrDA
Разработан фирмой Philips. Называется RC5. Длина адреса – 5 бит, длина команды – 6 бит, тип кодирования – бифазный.
fнесущая = 36 кГц
Длительность бита t=1,8 мс. Все биты имеют одинаковую длительность. Половина битового времени заполняется несущей, а вторая половина – пустая. Логический 0 представляется заполнением первой половины длительности бита, логическая 1 представляется заполнением второй половины длительности бита.
Отношение импульса к паузе в несущей равно 1/3 – ¼ (с целью экономии батарейки).
Пример передачи конкретной команды RC5
Устройство инфракрасного интерфейса подразделяется на два основных блока: преобразователь (модули приемника-детектора и диода с управляющей электроникой) и кодер-декодер. Блоки обмениваются данными по электрическому интерфейсу, в котором в том же виде транслируются через оптическое соединение, за исключением того, что здесь они пакуются в кадры простого формата – данные передаются 10bit символами, с 8bit данных, одним старт-битом в начале и одним стоп-битом в конце данных.
Сам порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта ПК, который использует универсальный асинхронный приемо-передатчик UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) и работает со скоростью передачи данных 2400–115200 bps.
Связь в IrDA полудуплексная, т.к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний PIN-диодный усилитель приемника. Воздушный промежуток между устройствами позволяет принять ИК-энергию только от одного источника в данный момент.
Рассмотрим физические основы IrDA. Передающую часть. Байт, который требуется передать, посылается в блок UART из CPU командой записи ввода-вывода. UART добавляет старт-стоп биты и передает символ последовательно, начиная с младшего значения бита. Стандарт IrDA требует, чтобы все последовательные биты кодировались таким образом: логический "0" передается одиночным ИК-импульсом длиной от 1.6ms до 3/16 периода передачи битовой ячейки, а логическая "1" передается как отсутствие ИК-импульса. Минимальная мощность потребления гарантируется при фиксированной длине импульса 1.6m s.
По окончании кодирования битов необходимо возбудить один или несколько ИК-светодиодов током соответствующего уровня, чтобы выработать ИК-импульс требуемой интенсивности. Стандарт IrDA требует, чтобы интенсивность излучения в конусе ± 30° была в диапазоне 40–50 mW/Sr, причем ИК-светодиод должен иметь длину волны 880nm, как уже отмечалось ранее. Радиальная чувствительность приемника и длины связи диктуются, исходя из требований самой спецификации IrDA.
Приемная часть. Переданные ИК-импульсы поступают на PIN-диод, преобразующий импульсы света в токовые импульсы, которые усиливаются, фильтруются и сравниваются с пороговым уровнем для преобразования в логические уровни. ИК-импульс в активном состоянии генерирует "0", при отсутствии света генерируется логическая "1". Протокол IrDA требует, чтобы приемник точно улавливал ИК-импульсы мощностью от 4mW/sm2 до 500mW/sm2 в угловом диапазоне ± 15°.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.