Da bi uspostavili IR komunikaciju potreban nam je predajnik i prijemnik. Predajnik šalje signal, a prijemnik taj signal prima i na taj način se ostvaruje komunikacija. Glavni deo predajnika je IR dioda koja predaje signal. Predajnik se uglavnom napaja iz baterije i zato je poželjno da koristi što manje snage, ali istovremeno mora da dostigne i određenu daljinu.
Struja kroz IR diodu može da varira od 100mA pa čak do 1A, i sve to zavisi koju daljinu treba da ostvari. Sa povećanjem daljine i struja kroz IR diodu treba biti veća. Ovako velika struja je moguća samo ako radi u impulsnom režimu.
Glavni deo prijemnika je foto tranzistor, koji, kada se osvetli dovoljnim intenzitetom IR svetlosti, propušta struju sa kolektora ka emiteru.
Modulacija signala je ustvari način da IR dioda treperi nekom određenom frekvencijom i time sprečava uticaj smetnji. Te frekvencije se uglavnom kreću od 30kHz do 60kHz. Razlog za modulaciju leži i u činjenici da sva tela oko nas emituju infracrvene zrake čiji intenzitet zavisi od temperature. Svi predmeti, čije su temperature veće (npr. peći, grejalice itd) mogu predstavljati smetnje pri IR komunikaciji, te je potrebno, na neki način "kodovati" informaciju koja se treba preneti putem IR komunikacije.
Na slici 1. vidimo da signal na predajniku ima dva stanja: “prazninu” (u ovom stanju IR dioda na predajniku ne svetli), i “crtice” (u ovom stanju IR svetlost je pulsirana određenom frekvencijom). Na istoj slici vidimo da je izlazni signal na prijemniku za “prazninu” visok nivo ili “loigička jedinica”, a za “crtice” nizak nivo ili “logička nula”. Dužina trajanja “praznina” i “crtica” a samim tim i “jedinica” i “nula” zavisi od protokola koji se koristi za komunikaciju.
Slika 1. Signal na predajniku i prijemniku.
Moguća rešenja komunikacije
Predajnik
Najjednostavniji predajnik se sastoji iz jedne IR diode, prekidača i otpornika (slika 2). Kada je prekidač aktiviran, dioda počinje da svetli sve dok se prekidač ne deaktivira. Loša strana je što signal nije modulisan pa se mogu javiti smetnje u komunikaciji.
Slika 2. Jednostavni predajnik.
Za modulaciju signala možemo iskoristiti kolo NE555 kao astabilni multivibrator za generisanje određene frekvencije. Loša strana ovog rešenja je uticaj greške pri izradi kondenzatora i otpornika na izlazu kola, pa se dodatno mora podešavati potenciometar R2 kako bi se dobila željena frekvencija na izlazu. Ovakav predajnik, prikazan je na slici 3.
Slika 3. Upotreba integrisanog kola NE 555 u svrhu modulacije signala.
Najefikasniji IR predajnik se može realizovati upotrebom mikrokontrolera. Dobra strana ovog rešenja je što se može postići jako precizna frekvencija modulacije i što je moguće praviti reč od nula i jedinica i na taj način prijemnik može da upravlja sa više uređaja.
Prijemnik
I ovde ćemo najpre prikazati najjednostavnije rešenje (slika 4). Kada se tranzistor Q1 osvetli IR svetlošću on provede i uključi tranzistor Q2 koji pali diodu. Dobra strana je što je jako jednostavne konstrukcije. Loša strana je što nije pogodan za modulisan signal pa je moguć uticaj smetnji.
Slika 4. Najednostavniji oblik prijemnika.
Prijemnik se može realizovati i pomoću mikrokontrolera i fototranzistora. Dobra strana ovog rešenja je što se može programirati prepoznavanje ulaznog signala. Moguće je prepoznavanje više različitih ulaznih signala i kao rezultat toga moguće je upravljati sa više izlaza.
Slika 5. IR prijemnik sačinjen od mikrokontrolera i fototranzistora
Najlakše i najjednostavnije rešenje predstavlja upotreba mikrokontrolera i integrisanog kola TSOP1736. Prednost ovog rešenja je što kolo TSOP1736 ima u sebi ugrađen demodulator, pojačavač ulaznog signala i još neke pogodnosti koje povećavaju kvalitet komunikacije, olakšavaju i skraćuju pisanje koda kontrolera.
Slika 6. IR prijemnik sačinjen od mikrokontrolera i kola TSOP1736.
Za komunikaciju se mogu upotrebiti različiti protokoli, a ovde će biti opisan protokol Philips RC5. Svaki put kada se pritisne taster, predajnik generiše 14bita, gde je dužina jednog bita 1,778ms (slika 7), a ukupna dužina svih 14bita je 24.892ms (slika 8). Ako je dugme pritisnuto neko vreme, reč se ponovi posle 64bita ili 113,792ms u istom obliku. Svaki bit se sastoji iz visokog i niskog stanja, za “1” leva polovina bita je nisko stanje a desna polovina bita je visoko stanje, dok je kod “0” obrnuto.
Cela reč se sastoji iz 4 dela:
- START deo reči koji sadrži 2bita koja su uvek “1”
- TOGGLE bit koji se svaki put flipuje kada se pritisne taster
- ADRESS deo koji sadrži 5bita i on je predviđen za određivanje uređaja, TV, VCR, Muzicki stub
- COMMAND deo koji sadrži 6 bita i predviđen je za odabir dugmeta 1,2,3, ON/OFF, Volume…
Slika 7. Trajanje i izgled bitova ("0" i "1").
Slika 8. Šematski prikaz cele reči od 14 bitova.
