「基礎分享」遙控基礎-了解協議和調制
我正在開始一個(長)系列的紅外遙控理論和電路系列即將到來的項目,我準備。確切地說,當我第一次寫這篇文章的時候曼徹斯特和差分曼徹斯****以及脈沖位置調制和差分PPM理論頁。我打算用我提供的一些發光二極管Alan Parekh的商店. 艾倫給了我這些5毫米紅外發光二極管作為遠程紅外斷束探測器電路,但我真誠地沒有足夠的時間來從事一個有趣的項目與紅外發光二極管。希望我準備的那個人能報答所有的等待。
但首先,一些理論問題。我將解釋一些基本的和廣泛使用的紅外協議,包括菲利普斯RC5/6和索尼SIRC協議。但首先,有一些非常重要的事情需要解釋。許多人傾向于混淆協議和調制。我第一次寫這篇文章是作為RC5協議的一部分,但是由于篇幅太長,我決定單獨寫一頁。
協議與調制的區別
理解調制和協議之間的區別是很重要的。換言之,調制是一種方法,即信號由****機****,以便接收機將其識別為有效信號。另一方面,協議是將要發送的數據進行排列并發送到接收器的方法,接收器和****必須具有相同的調制解調方法,并且必須具有相同的協議編碼和解碼方法。
這是一個日常的例子。人們所說的不同語言,是你會發現的最復雜的協議之一。說同一種語言的人有一種共同的編碼和造詞方法,也有一種解碼這些聲音和理解這些詞的共同方法。人們可以學習不同的協議(希臘語、英語、漢語……)并與其他人交流。為了成功地進行通信,發送者(說話的人)和接收者(聽到的人)必須知道相同的協議(語言)。
至于調制:假設兩個人擁有相同的協議(語言)。其中一個正要說話,于是他想到“你好”。。。他知道協議,他知道必須傳輸什么,但是必須有一種方法來將這種思想調制成可以通過空氣傳輸的東西。這是用他的聲帶完成的。他的大腦將向聲帶發送電信號,聲帶將他的思想調制成空氣振動,能夠在空氣中傳播。當這些被調制的振動到達另一個人(接收器)的耳朵里時,它們將被解調成電信號,他的大腦將把它解碼成“你好”。。。
讓我們給植物澆水-一個簡單的紅外遙控系統
傳輸協議定義
現在我們來看一個典型的例子。假設我們有一個控制4個灌溉閥的裝置,這個裝置是由一個紅外遙控器控制的。傳輸協議(我們可以稱之為VESTRAPROFOE,在我們的例子中,非常簡單的轉換協議)有4位。第一位是喚醒接收器微控制器的起始位。下一位是命令。以下是可能的命令:
zero-關閉閥門
one-打開閥門
接下來的2位是閥門地址:
00-閥門1
01-閥門2
ten-閥門3
eleven-閥門#4
如果操作員想打開第二個閥門(#2),則按適當的鍵,變送器將發送以下信號:
1 - 1 - 0 - 1
從左到右的讀數,第一位是起始位,第二位告訴接收器必須打開閥門,最后2位表示該閥門是閥門2
這個協議非常簡單。通常,帶有遙控器的消費品有更復雜更復雜的協議,但這并不意味著這樣簡單的協議就行不通了。
定義傳輸調制
既然我們知道了什么是必須傳輸的,我們需要找到一種方法,把它通過空氣從****機傳送到接收機。因此我們需要一種調制方法。這比定義協議要復雜得多。調制有兩部分。這個第一部分是如何傳輸四個數據位,以便接收器能夠理解正在傳輸的位。因為我們使用紅外光,所以這些位元會以光脈沖傳送。讓我們定義一個簡單的轉換調制:
每10秒發送一個脈沖
傳送王牌,紅外指示燈將亮起8 mSec然后離開2 mSec(total 10mSec)
傳送零,紅外指示燈將亮起2 mSec然后離開8 mSec(total 10mSec)
每次數據傳輸(4位)持續40毫秒(4 x 10毫秒)
所以,這是調制的第一部分。這樣可以確保接收器能夠理解是發送了0還是1。接收器只需要檢查發送的脈沖的持續時間:如果持續時間小于5毫秒(2毫秒),則發送0,否則發送(8毫秒)計軸評估器。
事實上,這種調制方法我也不新鮮。這就是所謂的”脈沖寬度調制“或者脈寬調制它是傳輸數字信號的一種非常常見的調制方式。
這個第二部分調制的關鍵是如何傳輸四位,以便接收器將信號與環境干擾區分開。如果除了我們的****機****的紅外輻射外,完全沒有環境紅外輻射,那么根據脈寬調制(PWM)打開和關閉LED就足夠了,但事實并非如此。事實上,我們周圍有無數的紅外線光源,最常見的是太陽和燈泡。因此,****必須以接收器能夠將其與周圍紅外線區分開的方式****紅外線。
最簡單的方法是使用“載波頻率”來傳輸脈沖。工作原理如下:首先,我們為載波頻率選擇一個頻率,這樣它就不會與其他環境紅外頻率混淆。紅外****機的一個非常常見的范圍是36到46千赫。假設我們選擇38千赫的載波頻率。
假設現在我們要傳輸一個8毫秒持續時間和2毫秒關閉持續時間的脈沖(數字ACE)。而不是簡單地打開LED燈8毫秒,我們將設置LED在載波頻率振蕩8毫秒。這樣,我們就不用****連續的光束,而是****一系列持續時間為8毫秒的非常快的光脈沖(38千赫)。接收器有一個窄帶濾光片,可以丟棄所有其他沒有38千赫頻率的紅外光源。如果****的信號到達接收機,它將通過窄帶濾波器。然后,用一組低通濾波器或其他濾波裝置,它將被再次轉換成一個脈沖。
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