ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG TIA HỒNG NGOẠI Ánh sáng hồng ngoại (tia hồng ngoại) ánh sáng nhìn thấy mắt thường , có bước sóng khoảng từ 0.86μm đến 0.98μm Tia hồng ngoại có vận tốc truyền vận tốc ánh sáng – Tia hồng ngoại truyền nhiều kênh tín hiệu Nó ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp.Lượng thơng tin đạt mega bit /s Lượng thông tin truyền với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà người ta dùng – Tia hồng ngoại dễ bị hấp thụ , khả xuyên thấu Trong điều khiển từ xa tia hồng ngoại , chùm tia hồng ngoại phát hẹp , có hướng , thu phải hướng MẠCH PHÁT HỒNG NGOẠI • + Giải thích sơ đồ – Khối chọn chức khối mã hóa : Khi người sử dụng bấm vào phím chức để phát lệnh u cầu , mổĩ phím chức tương ứng với số thập phân Mạch mã hóa chuyển đổi thành mã nhị phân tương ứng dạng mã lệnh tín hiệu số gồm bít Số bit mã lệnh nhị phân bit hay bit … tùy theo số lượng phím chức nhiều hay • – Khối dao động có điều kiện : Khi nhấn phím chức dồng thời khởi động mạch dao động tạo xung đồng hồ , tần số xung đồng hồ xác định thời gian chuẩn bit • – Khối chốt liệu khối chuyển đổi song song nối tiếp : Mã nhị phân mạch mã hóa chốt để đưa vào mạch chuyển đổi liệu song song nối tiếp Mạch chuyển đổi liệu song song nối tiếp điều khiển xung đồng hồ mạch định thời nhằm đảm bảo kết thúc lúc việc chuyểnđổi đủ số bit mã lệnh – Khối điều chế phát FM : mã lệnh dạng nối tiếp đưa qua mạch điều chế phát FM để ghép mã lệnh vào sóng mang có tần số 38Khz đến 100Khz , nhờ sóng mang cao tần tín hiệu truyền xa , nghĩa tăng cự ly phát – Khối thiết bị phát : LED hồng ngoại Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ LED phát hồng ngoại khoảng thời gian T bit Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ LED khơng sáng Do bên thu khơng nhận tín hiệu xem bit = ‘0’ KHỐI THU TÍN HIỆU • Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát tiếp nhận LED thu hồng ngoại hay linh kiện quang khác – Khối khuếch đại Tách sóng : trước tiên khuếch đại tính hiệu nhận đưa qua mạch tách sóng nhằm triệt tiêu sóng mang tách lấy liệu cần thiết mã lệnh – Khối chuyển đổi nối tiếp sang song song Khối giải mã : mã lệnh đưa vào mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song đưa tiếp qua khối giải mã thành số thập phân tương ứng dạng xung kích ngõ tương ứng để kích mở mạch điều khiển – Tần số sóng mang dùng để so pha với tần số dao động bên phần thu giúp cho mạch thu phát hoạt động đồng , đảm bảo cho mạch tách sóng mạch chuyển đổi nối tiếp sang song song hoạt động xác  •  PT2248 điều khiển phát tín hiệu hồng ngoại với đầu có 18 chức Hiểu đơn giản phát 18 kênh với mã hóa khác PT2248 làm việc với điện áp (2.2V – 5V) ứng dụng nhiều thiết bị điều khiển từ xa với khoảng cách ngắn +Chọn tần số dao động : tần số sóng mang mang mã truyền tần số thu dovi mạch mã hóa sau tiến hành chia 12 lần tần số dao động cộng hưởng thạch anh đấu bên Cho nên mức độ ổn định tần số phụ thuộc vào chất lượng quy cách thạch anh Tần số dao động mạch phát thường 400-500Khz Đối với mạch phát nên chọn tần số thạch anh 455Khz.(Vì có ngồi thị trường) Tần số sóng mang = Tấn số dao động / 12 = 455/12 = 38KHZ + Do đầu IC có dòng bé nên ta phải dùng thêm khuyếch đại tín hiệu lên nên dùng A1013 Hay ta khuếch đại tín hiệu dùng mạch Dalington (hệ số khuếch đại lớn) + Mã hóa phìm lắp theo kiểu ma trận Sóng vơ tuyến sức mạnh kết hợp với Arduino • Định nghĩa sóng giải thích kĩ sách giáo khoa Vật lí lớp 12 Tuy nhiên, kiến thức chứa đựng nhiều kiến thức hàn lâm (kiến thức dùng nghiên cứu vật lý) Vì vậy, để bạn dễ dàng tiếp cận khái niệm sóng cách đơn giản có thể, nắm hết ngun lý nó, tơi theo hướng khác thiên ứng dụng sóng liên hệ thực tế để bạn mong chóng nắm chất vấn đề Cuối cùng, điều quan trọng mà đặt tầm quan trọng sóng Arduino • Khi nghiên cứu sóng vơ tuyến khái niệm lạ lại quen Cái thân quen việc tơi nghe nhiều sóng vơ tuyến, lạ tơi chẳng biết ngồi sóng truyền tín hiệu cho xe điều khiển từ xa ti vi • "Tại lại sóng vơ tuyến" mà khơng phải thứ vơ tuyến • Sóng vơ tuyến hoạt động ? • Như tiềm hiểu trên, bạn nắm sóng vơ tuyến "À, mà hoạt động sao?", bạn nghĩ phải không? Đừng lo, giúp bạn Để hiểu kĩ nắm hết "kiến thức" sóng, tơi khun bạn nên đọc hết chương "Sóng" sách Vật lý 12 Nhưng quan này, nói trên, khơng sâu vào định nghĩa, phép tính mà cách dùng Vì vậy, tơi trả lời câu hỏi cách đơn giản nhất, đọc vào hiểu nguyên lý • Trong điện tử, mơi trường người không tiếp xúc trực tiếp mà phải tiếp xúc với thơng qua dòng diện, vậy, bạn tạo sóng điện • Vậy, gửi tín hiệu nào? Đơn giản thơi, bạn xem rằng, sử dụng module phát sóng liệu bạn chuyển thành tín hiệu điện gửi không trung thông qua ănten • Vậy làm sao, tơi thu tín hiệu sóng vơ tuyến Sóng vơ tuyến truyền vào khơng trung, xa rộng, yếu Để thu sóng vơ tuyến, bạn cần phải có mạch thu sóng Ăn ten mạch thu dựa vào dao động sóng vơ tuyến để tạo thành tín hiệu điện mà điện tử hiểu từ dịch mã giá trị • Nếu lỡ có nhiều mạch phát nhiều mạch thu sao, lúc có chuyện xảy ra? Sóng có nhiều đại lượng đặc trưng bản, có đại lượng bạn nhiều lần nghe qua, tần số Tần số nghĩa số lần dao động giây Đại lượng đặc trưng cho mạch thu / phát sóng, nghĩa mạch truyền phát lẫn tần số Ví dụ xe điều khiển từ xa có tần số mạch phát = tần số mạch thu = 27MHz Tần số truyền sóng thường lớn (từ 27Mhz - 5GHz) nên có nhiều tần số thoải mái cho bạn lựa chọn Quay lại trọng tâm câu hỏi, bạn sử dụng nhiều mạch phát nhiều mạch thu xảy trường hợp sau: • • Nhiều mạch thu/phát khác tần số: • • Nhiều mạch thu/phát tần số: lúc lại có vấn đề nảy sinh, khơng phải khó để khắc phục • • • • Lúc bạn khơng cần lo lắng mạch thu tần số mạch phát truyền tin Nếu bạn có nhiều cặp thu phát vơi tần số khác chẳng bạn truyền tin sai lệch Nếu gửi tín hiệu cho mạch A mạch B tần số, lúc mạch A, lúc mạch B, có lỗi hay khơng? Trong truyền sóng, bạn phát từ module phát đến nhiều mạch thu Thông thường, module phát kết nối với Arduino thơng qua thư viện, module thu dùng mạch thu có IC (khơng cần dùng Arduino, tự hoạt động độc lập), dùng mạch thu không IC (phải dùng thông qua thư viện Arduino) Với loại thu có IC bạn làm điều tơi vừa nói phức tạp tí, tơi nói sau, với loại thu không IC bạn sử dụng thư viện Arduino với cấu trúc rẻ nhán để thực lệnh Ví dụ: tơi gửi liệu số nguyên kiểu byte mạch thu A làm đèn LED 13 Arduino sáng nhận giá trị 100, ngược lại tắt Như vậy, gửi giá trị 69 từ mạch thu đèn LED 13 mạch A sáng mạch B tắt Còn tơi gửi giá trị 169 mạch A tắt mạch B tắt, Nếu gửi từ mạch phát đến mạch thu nào? Bạn KHƠNG THỂ gửi CÙNG MỘT LÚC từ mạch phát đến mạch thu được, lúc này, gây tượng nhiễu, chẳng hạn mạch phát A gửi liệu 69 mạch phát B gửi liệu 169, mạch thu nhận 69 nhận 169 => nhiễu Vì vậy, bạn cần phải canh thời gian cho mạch A gửi, bạn mạch B không gửi ngược lại, nghĩa phải gửi tuần tự, KHÔNG ĐƯỢC GỬI MỘT LÚC • Với Arduino, bản, bạn truyền loại liệu, từ số, chữ hình ảnh, âm thanh, video Tất nhiên, mức độ khó tăng dần lên, khó lại cần phận phức tạp Thường thường, tơi hay sử dụng sóng vơ tuyến để truyền tin điều khiển dùng sóng wifi (bản chất sóng vơ tuyến) để truyền hình ảnh, âm thanh, video • Nếu dựng lại việc truyền liệu để điều khiển, mạch tơi đơn giản, bạn cần mạch thu, mạch phát, Arduino, linh kiện cần cho dự án bạn cuối tư lập trình xây dựng cho dự án truyền tin bá đạo Mạch thu (trên) mạch phát (dưới) • Còn bạn muốn xây dựng sản phẩm truyền tin truyền nhiều loại liệu bạn phải xây dựng mơ hình bá đạo phải xử dụng thêm module wifi máy tính mini-linux Ví dụ, dự án (đến thời điểm tại) Mình xây dựng mơ hình truyền tin qua Internet (tất nhiên trước phải liên lạc từ thu wifi đến phát wifi) truyền tin qua sóng vơ tuyến 2.4GHz Và mơ hình ... Infrared remote control (điều khiển hồng ngoại) với Arduino • • • • • • • • • • Đọc tín hiệu từ Remote Điều khiển TV với Arduino board Arduino UNO x1 IR LED (hay gọi là LED hồng ngoại) x1.  Điện trở...  PT2248 điều khiển phát tín hiệu hồng ngoại với đầu có 18 chức Hiểu đơn giản phát 18 kênh với mã hóa khác PT2248 làm việc với điện áp (2.2V – 5V) ứng dụng nhiều thiết bị điều khiển từ xa với khoảng... khơng nhận tín hiệu xem bit = ‘0’ KHỐI THU TÍN HIỆU • Khối thiết bị thu : Tia hồng ngoại từ phần phát tiếp nhận LED thu hồng ngoại hay linh kiện quang khác – Khối khuếch đại Tách sóng : trước tiên