关于红外双向通信的处理

牧渔者

大虾门，请教一下红外怎么实现双向通信，该如何处理发射和接收，用的硬件有5MM发射管，HS0038接收管，望大神赐教

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单片机和电脑的通信用电平型（连续编码）与脉冲型红外线接收头        比较好，常见的接收头是遥控器用的脉冲型的，超长的1会导致脉冲型的接收头工作不正常。如果脉冲型的接收头用编码解码器应该可以，但就太复杂了。
还要选好产品的工作电压，3V，5V之类。




【 一种是脉冲型，另一种是电平型（连续编码）。

电平型的红外线接收头，接收连续的38K信号，可以输出连续的低电平，时间可以无限长。其内部放大及脉冲整形是直接耦合的，所以能够接收及输出连续的信号。

脉冲型的红外线接收头，只能接收间歇的38K信号，如果接收连续的38K信号，则几百ms后会一直保持高电平。其内部放大及脉冲整形是电容耦合的，所以不能能够接收及输出连续的信号。

“电平型”红外线接收头：IRM138C、IRM38BC、IRM138S-2、IRM38BL-2……
“脉冲型”红外线接收头：VS1838、VS1838B、HX1838、PC838……

“脉冲型”红外线接收头：HS0038、HS0038B、HS0038A2……（近距离10cm内对射可当电平型使用）
【 电平型 和 脉冲型 红外线接收头的选择 】

一般遥控用脉冲型的。
只有特殊场合，比如串口调制输出，由于串口可能连续输出数据0，所以要用电平型的。

2、红外发射（接收）距离与哪些因素有关？怎样提高红外发射管的发射距离？

常用的红外发射管，它的外形与普通的发光二极管（LED）相似，发出人眼不可见的近红外线，约0.93μm 。工作电流小于20ma，为了使其在不同的电路中正常使用，回路中常串有限流电阻。 使用红外线控制时，其控制的距离与发射功率成正比。
红外发射管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。
提高Ip 的方法：尽量减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度т，比如家电红外遥控中，红外发射管的工作脉冲占空比约为1/4~1/3；一些电气产品红外遥控器，其占空比是1/10。减小脉冲占空比可使红外发射管的发射距离增大。
常见的红外发射管，其功率分为小功率（1mW~10mW）、中功率(20mW~50mW)和大功率(50mW~100mW以上)三大类。要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。
用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外接收元件，现在常用的是一体化的红外接收头，一体化的红外接收头相关材料看这里：图解红外遥控的发射和接收原理。
红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指红外发射管和红外接收头相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离，比如常见的红外遥控；反射式是指红外发射管和红外接收头在同一平面上，红外发射管发出的红外光经过物体反射回来，被红外接收头接收。 3、红外发射、接收遥控距离，轻松达到10米以上：

(1)发射载波一定要接近接收头的中心频率（最关键）；
(2)提高发射电流峰值Ip：使用三极管驱动发射管，占空比1:3（或者1:4……等等），小限流电阻（2欧姆）：

①使用NPN型三极管驱动时，用“高电平”占空比（如果是没有推挽输出的51，应加3K左右的上拉电阻

）；

②使用PNP型三极管驱动时，用“低电平”占空比（没有推挽输出的51推荐用PNP）。

(3)选用 脉冲型 红外接收头。

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怎样选择发射管与接收头配套

红外发射管有850nm、880nm、940nm等几种不同波长，但为何与接收头配套的发射管都是用940nm呢？这里主要有两个原因：1、价格便宜，这几种不..

红外发射管有850nm、880nm、940nm等几种不同波长，但为何与接收头配套的发射管都是用940nm呢？

这里主要有两个原因：

1、价格便宜，这几种不同的发射管从价格来说，850最贵、880次之、940最便宜。

2、从发射功率上来说，同样是850最大、880次之、940最弱，有些设计者会认为为了增强接收距离，那应该选择850nm才是啊，

如果只是从发射管的角度考量，应该是这样，发射距离与功率是成正比的;或者说接收端是透明的接收管，这种设计也是正确的，

但各位可以看看我们所用的接收头，其胶体都是黑色的，这种黑色胶体只有一种功能，就是滤除光干扰，一般好一点的接收头都

是滤除波长在850nm以下的光干扰（但也有一些厂家用很差的色素只是滤除750nm以下的光干扰，当然后者抗光干扰的能力会很差，

价格也会便宜些），而850nm的发射管虽然发射功率较大，但是在接收头滤光波段的边缘，所以80%的都被接收头滤掉了，使其接收

性能较940nm还要差（正常接收头所接收光的波段在850~1100nm,而940nm波长正处于其峰值接收区域）

  所以设计者在设计时要注意这点，不要搞得成本又贵、性能又差。

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工具/原料
红外线接收头
步骤/方法
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1.）外形尺寸、引脚位置、封装工艺：下面是客户常用的一些产品，请注意他们的引脚差别，和制作工艺，一般情况下压模工艺的产品抗干扰能力上更强，另外这些产品也有对应的铁壳，也可以根据客户的需要来定制，铁壳的作用是进一步提升抗干扰能力。
2.）电压：红外线接收头的电压有宽电压和单电压之分，一般情况下单电压有5V、3.5V。
3.）电流：0.5mA、0.8mA、1mA、1.2mA、2mA、3mA ，台湾亿光的接收头目前可以做到电流只有0.2mA。
4.）接收频率：38KHz、36KHz、40KHz、32.7KHz、56KHz、20KHZ
通常遥控上使用的是38KHZ的，3D眼镜上使用的是20KHZ的，根据自己的情况选择不同的频率也很重要。
5.）引脚长度和角度：16mm、21mm、25.5mm 角度30、45、60 ，一般情况下接收角度对产品的影响不大，所以现在大多数产品都是45°接收。
6.）距离：5m 8m 10m 12m 16m 20m 25m 28m 35m 70m ，一般情况下距离越短价格越低。
7.）焊接温度与时间：260℃（240℃） ≤5sec ，焊接温度和时间过高、过长会对原件产生严重后果。
8.）工作温度：-30℃-85℃
END
注意事项
9.）灵敏度高低：很多客户问我灵敏度高低的问题，同一款产品，在不同的设备上，不同的环境下可能测量出来的实际数据也会不同，关于灵敏度，我们要注意以下问题：
1、我们接收头标准脉宽一般都在600US，如果你所用的接收头在接收信号时不能准确同步
有超前或迟滞，都会产生不灵敏。
2、周围环境的干扰，光的干扰，不同的光强，对其灵敏度有影响。
红外线接收头要有滤光片，将白光滤除。在以下环境条件下红外接收头会影响接收，甚至很严重：
　　1、强光直射接红外收头，导致光敏管饱和。白光中红外成分也很强。
　　2、有强的红外热源。
　　3、有频闪的光源，比如日光灯。
　　4、强的电磁干扰，比如日光灯启动、马达启动等。
　　38K信号最好用1/3占空比，这个是最常用的，据测试1/10占空比灵敏度更好。实际调制时间要少于50%。最好有间歇。
　　电平型的红外接收头只要接收到38K红外线就输出持续低电平，用起来非常爽，以前的老式红外接收头多半是这种类型，但其有个致命弱点：抗干扰性太差，传输距离短(小于1m)。
　　而脉冲型一体化红外线接收头必须接受一定频率38K的载波的基带信号才有正常输出，如发送500HZ的38K载波，脉冲型一体化红外线接收头输出500HZ方波，而如果发送连续的38K载波就会出项有瞬间低电平其后为高电平的现象。这种脉冲型一体化红外线接收头克服了传统电平型接收头的不足：传输距离相对更远，稳定性大大增加，抗干扰性更强。因此已经完全取代了老式的电平型红外接收头，在电子市场如不说明店主给你的绝对是脉冲型的红外接收头。

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红外发射管与接收头配套技术二

作者：接收头商贸网

说起红外发射管与接收头配套，在这里我们先需要明白两点： 接收头的接收距离的远近，除了与接收头本身的接收性能有关，还与发射管是相关..

说起红外发射管与接收头配套，在这里我们先需要明白两点：

    接收头的接收距离的远近，除了与接收头本身的接收性能有关，还与发射管是相关联的，向市场上在卖发射管时说我的发射距离是多少多少米;或卖接收头说我的接收距离是多少多少米，这两种说话可以说都是一种错误。从理论上来说：

    接收头的接收距离与发射管的发射功率是成正比的，对于同一个接收头来说，不同的发射管，其接收呀离是不一样的，功率越大，接收距离越远，反之，也是一样。

   发射管的发射功率和发射角度成反比，很多人都希望发射管发射角度越大越好，发射距离越远越好，当然这是不切实际的，目前市场上所用的发射管有两种，大陆产芯片（以奥伦德为代表）和台湾产芯片（光磊、鼎元为代表）所生产，这中间有几分钱的价格差异，一般价格便宜的都是用大陆产芯片所生产;这两者有何区别呢？

   1。大陆产芯片发射功率相对要低一些

   2.大陆产芯片Vf值偏高，所能承受的电流值要低很多，这也就容易出现死灯的现象。

   3.大陆产芯片衰减要大些

  这里可以告诉大家一个小巧门，判断发射管好坏：

  因为发射管是红外的，人肉眼不可感知的，不向发光二极管很直观，灯不亮或亮度很低，就表示这个发光二极管不可坏了，判断我们手上的遥控器是不是好得，你可以将手机上的照像机对准遥控器上的发射管，然后按任一键，可以从手机上很清楚的看到红外发射管是否有发光。

pdfan

http://www.360doc.com/content/10/0918/16/1082553_54631943.shtml

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pdfan 发表于 2013-12-27 21:21
http://www.360doc.com/content/10/0918/16/1082553_54631943.shtml

发射管的光电参数

红外发射管一般有以下几类： • 按峰值波長（λp）主要為： 850nm、870nm、880nm、940nm、980nm。 • 就POWER而言..

红外发射管一般有以下几类：


•    按峰值波長（λp）主要為：

  850nm、870nm、880nm、940nm、980nm。

•    就POWER而言︰ 850nm>880nm>940nm。

•    就价格而言︰ 850nm>880nm>940nm，

现在市场上使用较多为850nm和940nm

因为850nm发射功率大，照射的距离较远，所以主要用于红外监控器材上;而940nm主要用于家电类的红外遥控器上。

    峰值波长︰λp(单位︰nm)

   发光体或物体在分光仪上所量测的能量分布，其峰值位置所对应的波长，称为峰值波长(λp)。

     

辐射强度︰Power(单位:W,W/sr,W/cm2)
  用以表示红外线发光二极管(IR)其辐射红外线能量之大小。

        辐射强度(Power)与输入电流(If)成正比。

           发射距离与辐射强度(Power) 成正比。

  W/sr︰表示红外线辐射强度的单位，为IR发射红外线光之单位立体角(sr)所辐射出的光功率的大小。

  W/cm2︰表示照度的单位，为sensor单位面积(cm2)所接收IR发射之辐射功率的大小。

半功率角︰2θ1/2

   指红外线二极管其上下或左右两边所辐射出之红外线强度为该组件最大辐射强度的50%时，其上下或左右两边所夹的角 度称为半功率角

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如何正确在遥控器上使用红外发射管

上图为遥控器的简要的电路原理图，很多遥控器设计工程师在设计时不太清楚其中红外发射管的电性参数，造成在设计过..

                        

上图为遥控器的简要的电路原理图，很多遥控器设计工程师在设计时不太清楚其中红外发射管的电性参数，造成在设计过程中照般发光二极管（LED）的使用方法进行设计，其实这是错得很离谱的事情。

一般的发光二极管（LED）都是直流20mA进行驱动，并且在20mA下的工作电压一般在2.1V左右，蓝白光电压会偏高，大慨在3V左右;因为发光二极管与发射管所使用的材质不一样，所以驱动电流及电压会完全不一样。

一般遥控器上所用的发射管均是940nm波长的，这与其接收端相匹配有关。

    940nm发射管在出厂测试时一般会给予直流50mA,对应的Vf(电压)约为1.3V,一般给予直流驱动不得高于100mA,但因为遥控器设计是发送脉冲的方式，有些激进的设计厂家为节省成本，将图上的限流电阻直接省掉，这样加在发射管上的电流瞬间可达到800mA,这时如果使用较差的发射管会造成发射管烧掉或发射功率衰减过快，但目前市场上有些厂家可把发射管作到瞬间可承受电流达到1000mA(中国接收头门户 www.irm123.com),此种发射管可确保在这种设计下不会使用上的问题，当然此种设计的缺点是电池耗用较快 ;

   一般国产的芯片所加工出来的发射管最大承受电流大慨只有4~500mA,所有遥控器在设计时最好加上一个限流电阻，一般情况下2欧即可（因为发射管一般在300mA下Vf约在1.7V,在加上三极管的压降0.7V,则2接电池3V下刚好2欧电阻可满足要求），且在300mA条件下国产芯片所作发射管差不多可达到其峰值的发射功率。

   当然如果想要更大的发射功率，更远的发射距离，不接限流电阻也是一种方式。

牧渔者

谢谢作者如此耐心的讲解，可是还没抓到重点~~

pdfan

重点的是理解接收头适应的编码格式： http://www.vishay.com/docs/80071/dataform.pdf

支持连续编码的接收头就是万能接收头，但抗干扰性能差点。
只支持脉冲编码的接收头不能够正确处理连续的1的码流，抗干扰性好，用于编码较短的遥控指令。

牧渔者

pdfan 发表于 2013-12-27 23:38
重点的是理解接收头适应的编码格式： http://www.vishay.com/docs/80071/dataform.pdf

支持连续编码的接 ...

其实我比较想了解的是双向通信，即主从都有发射和接收，就是不懂怎么处理同时发射和接收的冲突

pdfan

双向通信就是双工模式，和红外无关，用电缆线就能试验。具体做法要看芯片手册的通信接口部分。

牧渔者

pdfan 发表于 2013-12-28 00:01
双向通信就是双工模式，和红外无关，用电缆线就能试验。具体做法要看芯片手册的通信接口部分。

想了解的是用红外能不能实现既有发射也有接收

pdfan

UART串口不要硬件流控只用Rx、Tx  2个信号线的话应该可以用红外线实现双向收发。

牧渔者

该怎么处理，意思是主或者从不能同时发射和接收，肯定得错开发射和接收，想探讨一下如何实现错开的收发