紅外遙控的原理詳解

目前很多手機(jī)都集成了紅外功能，這一功能在手機(jī)上主要用作遙控器使用。現(xiàn)在的硬件廠商都在搭建生態(tài)，比如智能家居。以手機(jī)作為智能終端，通過(guò)APP來(lái)控制所要接入的各種設(shè)備，如空調(diào)、電視、照明燈、音響等。而手機(jī)的紅外功能就可以把手機(jī)當(dāng)作一個(gè)遙控器來(lái)使用。

家用設(shè)備中，紅外的普及是通過(guò)空調(diào)和電視來(lái)實(shí)現(xiàn)的。兩者的遙控設(shè)備都是通過(guò)紅外功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這兩種近距離場(chǎng)景是紅外應(yīng)用最廣泛的地方。紅外要實(shí)現(xiàn)遙控需要紅外發(fā)送和紅外接受等硬件的支持。在空調(diào)和電視端，集成的紅外接收電路；在手機(jī)端集成的是紅外發(fā)射電路。

1 紅外發(fā)射電路

紅外發(fā)射電路的核心元器件是紅外發(fā)射探頭，該探頭的外形與直插LED非常類似，外表透明，在使用時(shí)也是按照LED的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)設(shè)計(jì)電路的。如下圖所示。

當(dāng)基極端的IR為低電平時(shí)紅外電路處于關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)基極端的IR為高電平時(shí)紅外電路導(dǎo)通，發(fā)出外紅光，被接收電路所接收。

2 紅外接收電路

紅外接收電路涉及到紅外接收元器件電路以及解碼電路。紅外發(fā)射和接收是成對(duì)出現(xiàn)的，通用的紅外接收元器件為黑色外殼，外形如LED。但是這種接收器件比較容易收到干擾。在設(shè)計(jì)電路時(shí)都使用專用的紅外接收器件，如HS0038。接收電路如下圖所示。

3 紅外的通訊協(xié)議

有了發(fā)射電路、有了接收電路，那么數(shù)據(jù)是如何傳輸?shù)哪?？這就要設(shè)計(jì)到通訊協(xié)議了。手機(jī)的紅外在適配不同型號(hào)的電視、空調(diào)時(shí)都一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程，這個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程就是協(xié)議適配的過(guò)程。目前比較主流的通訊協(xié)議是NEC的。NEC規(guī)定了0和1的定義，定義了報(bào)文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。0和1的定義如下圖所示。

遙控器在按下的時(shí)候，紅外發(fā)射部分會(huì)發(fā)送一串脈沖，該脈沖的編碼是遵循NEC協(xié)議的，接收端對(duì)脈沖編碼解析出用戶按鍵的含義再執(zhí)行相應(yīng)的命令。

手機(jī)端的紅外，是發(fā)送部分，APP中按下某一個(gè)鍵，紅外就會(huì)發(fā)送出一串脈沖，接收電路對(duì)該脈沖進(jìn)行解碼，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收的配合，實(shí)現(xiàn)遙控設(shè)備的目的。

但是，手機(jī)紅外目前功能主要用來(lái)控制電視、空調(diào)等，當(dāng)作遙控器來(lái)使用，應(yīng)用場(chǎng)景比較受限，這主要由紅外的通訊距離短、需要點(diǎn)對(duì)點(diǎn)匹配等約束的。

審核編輯：湯梓紅