紅外遙控基礎(chǔ)原理

紅外線，簡單來說，就是一種我們?nèi)庋劭床坏降墓饩€。它處在電磁波譜里，剛好在紅光的外側(cè)。雖然看不見它，但它的作用可不小。

紅外線具有熱效應(yīng)，我們平時用的浴霸，就是利用紅外線來產(chǎn)生熱量的。而且，它和可見光一樣，也有反射、折射等特性。在遙控領(lǐng)域，紅外線可是發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

傳統(tǒng)紅外遙控器工作機制

咱們?nèi)粘Ｊ褂玫膫鹘y(tǒng)遙控器，工作原理其實并不復(fù)雜。它內(nèi)部有特定的電路，當(dāng)我們按下遙控器上的某個按鍵時，電路就會產(chǎn)生不同頻率的電信號。這些電信號會驅(qū)動遙控器前端的紅外發(fā)光二極管，讓它發(fā)出帶有特定控制指令編碼的紅外線。

比如，電視遙控器上的“音量 +”按鍵，按下后就會發(fā)出一組獨特編碼的紅外線。而電視機上有對應(yīng)的紅外接收裝置，當(dāng)它接收到這束紅外線后，會把紅外線轉(zhuǎn)換回電信號，然后通過解碼，識別出這是“音量 +”的指令，最后執(zhí)行相應(yīng)操作，把電視音量調(diào)高。

手機實現(xiàn)紅外遙控的硬件基礎(chǔ)

手機紅外發(fā)射模塊構(gòu)造

手機要實現(xiàn)紅外遙控功能，離不開一個關(guān)鍵的硬件模塊——紅外發(fā)射模塊。這個模塊通常包含紅外發(fā)光二極管等組件，它就像是手機的“紅外小喇叭”，負責(zé)向外發(fā)射紅外線。

在手機上，紅外發(fā)射模塊的位置一般在手機頂部，你仔細觀察，可能會發(fā)現(xiàn)一個小小的黑色窗口，那就是紅外發(fā)射模塊的“眼睛”。

與傳統(tǒng)遙控器發(fā)射模塊對比

和傳統(tǒng)遙控器的發(fā)射模塊相比，手機的紅外發(fā)射模塊可有著自己的特點。從尺寸上看，手機的紅外發(fā)射模塊要小巧得多，畢竟它得適配手機那輕薄的機身。

在功耗方面，手機為了保證續(xù)航，對紅外發(fā)射模塊的功耗進行了嚴格控制，使其在工作時盡可能少地消耗電量。

不過，由于尺寸和功耗的限制，手機紅外發(fā)射模塊的發(fā)射功率一般會比傳統(tǒng)遙控器小一些。但別擔(dān)心，通過巧妙的編碼方式和優(yōu)化的軟件算法，手機依然能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的紅外遙控功能。

紅外遙控功能簡介夏日炎炎，夜幕降臨時卻發(fā)現(xiàn)空調(diào)遙控器電池已耗盡，無奈之下，只能任由酷暑侵擾。然而，倘若你的手機具備紅外遙控功能，那么這一難題便可迎刃而解，輕松避免尷尬。

紅外遙控的概念及其優(yōu)勢紅外遙控是一種無線、非接觸式的控制技術(shù)，憑借其強大的抗干擾能力、可靠的信息傳輸、低功耗和低成本等特點，在家用電器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并逐漸拓展至計算機和手機系統(tǒng)。本文將深入探討紅外遙控模塊的工作原理及其在電子設(shè)備中的應(yīng)用。

? 紅外遙控的多類編碼應(yīng)用

紅外遙控信號是由一連串的二進制脈沖碼所構(gòu)成。通常，紅外遙控系統(tǒng)中采用的編碼方式主要有FSK(移頻鍵控)、PPM(脈沖位置編碼)和PWM(脈沖寬度編碼)三種。各種編碼方式如FSK、PPM和PWM在紅外遙控中的應(yīng)用各有優(yōu)劣。

? 紅外線遙控的優(yōu)勢

紅外線遙控因其特性，不具備穿透障礙物控制被控對象的能力。在設(shè)計家用電器的紅外遙控器時，無需像無線電遙控器那樣要求每套(發(fā)射器和接收器)具備獨特的遙控頻率或編碼，這大大簡化了設(shè)計流程。因此，同類產(chǎn)品的紅外遙控器可以使用相同的遙控頻率或編碼，從而避免了遙控信號的相互干擾。此外，紅外線作為不可見光，對環(huán)境的影響微乎其微。由于其波動波長遠小于無線電波，所以紅外線遙控不僅不會干擾其他家用電器，也不會影響臨近的無線電設(shè)備。這些優(yōu)點使得紅外遙控在家用電器上的普及變得簡單而高效。

紅外遙控器通過紅外發(fā)光二極管發(fā)送紅外光，這種光對于人眼來說是不可見的。當(dāng)遙控器對著接收設(shè)備按鍵時，紅外光攜帶的按鍵信息會被接收設(shè)備解讀，從而實現(xiàn)遙控操作。由于紅外光對人眼無害且不可見，因此使用紅外遙控器不會干擾到人的正常視覺。你可以嘗試用手機攝像頭對準遙控器，按下按鍵時，會觀察到遙控器發(fā)出的紅外光。

調(diào)制

在日常生活環(huán)境中，存在著許多紅外光源，如太陽、蠟燭火光、白熾燈，甚至我們自身的體溫都會發(fā)出紅外輻射。這些紅外光源可能對接收設(shè)備造成干擾，影響其正常接收信息。為了確保接收設(shè)備僅接收有效信息，屏蔽干擾，我們引入了調(diào)制技術(shù)。調(diào)制是一種使所需信號與噪音相區(qū)別的關(guān)鍵方法。通過它，我們可以讓紅外光以特定的頻率進行閃爍，這種閃爍模式會被紅外接收器所識別并適配。這樣，其他噪音信號將被有效地排除，確保接收器僅接收和處理特定頻率的紅外光信號。這種閃爍模式可以理解為一種吸引接收器注意力的機制，類似于我們在日常生活中容易被醒目的黃色燈光所吸引。

調(diào)制信號在串行通訊中扮演著重要角色，其中“mark”和“space”標記尤為關(guān)鍵。在“space”狀態(tài)下，紅外光被關(guān)閉，而“mark”狀態(tài)則意味著紅外光以特定頻率脈沖形式發(fā)射。在消費類電子產(chǎn)品中，脈沖頻率通常落在30KHz到60KHz的范圍內(nèi)，而紅外遙控器則常采用38KHz的頻率。

在接收端，這些信號以不同的方式重現(xiàn)輸出：“space”信號以高電平輸出，而“mark”信號則以低電平方式重現(xiàn)。值得注意的是，“mark”和“space”并非我們實際需要發(fā)送的狀態(tài)1和0，它們與1和0之間的真正關(guān)系取決于所應(yīng)用的通訊協(xié)議。

? 紅外遙控的基本原理

紅外遙控的發(fā)射電路通過紅外發(fā)光二極管發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波，而接收電路則由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們負責(zé)將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換為電信號并送至后置放大器。

◇ 紅外遙控工作的基本原理

紅外遙控并非高深莫測，其原理在于遙控器通過發(fā)送二進制數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)調(diào)制成脈沖信號。由于紅外信號可以用二進制編碼來表達， 手機便有了扮演“遙控器”的可能。事實上，早在2012年，LG就已推出集成紅外傳感器的智能手機Optimus Vu II，為這一技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。隨后，HTC One和三星Galaxy S4等也加入這一行列。

◇ 手機紅外遙控的發(fā)展歷程

然而，這些產(chǎn)品所搭載的遙控APP對國內(nèi)電器的兼容性并不理想。直到“遙控精靈”等萬能遙控APP的出現(xiàn)，才真正讓配備紅外模塊的手機能夠輕松駕馭國內(nèi)絕大部分家用電器。

◇ 紅外遙控實用性影響因素

如今，隨著紅外遙控技術(shù)的普及，越來越多的手機配備了這一功能。然而，不同手機在遙控電器時的體驗卻大相徑庭。這其中的關(guān)鍵因素在于預(yù)裝的 遙控APP數(shù)據(jù)庫的完備程度以及紅外模塊的發(fā)射功率。通常，遙控APP的工作邏輯是這樣的：首先，用戶需要選擇電器類型;接著，通過電源開關(guān)的兼容性進行初次適配;然后，通過逐項功能的有效性進行逐次適配，直至從APP數(shù)據(jù)庫中找出與當(dāng)前遙控電器最為吻合的參數(shù)信息。但若某些APP的數(shù)據(jù)庫信息不夠全面，便可能出現(xiàn)需要多次反復(fù)適配才能成功的現(xiàn)象。

◇ 使用第三方遙控APP的建議

有些手機紅外模塊的有效距離限制在大約5米范圍內(nèi)，超出此距離則可能面臨遙控失效或反應(yīng)延遲的問題。為應(yīng)對此類情況，用戶可嘗試 使用第三方遙控APP，它們有時能提供比官方遙控APP更佳的體驗。

◇ 手機未配紅外功能的解決方案

若手機未配備紅外模塊又該如何呢?別擔(dān)心，我們?nèi)杂袃煞N解決方案。其一，DIY一個紅外遙控器。所需材料簡單，包括一個3.5mm耳機插頭(可從廢棄或損壞的耳機中拆解獲得)和兩個紅外二極管(可來源于廢棄遙控器)。DIY時，將兩個紅外二極管反向并聯(lián)后焊接到3.5插頭的左右聲道上，再插入耳機并下載遙控APP，即可實現(xiàn)遙控電器功能。具體的DIY原理和注意事項，可參考網(wǎng)絡(luò)上的豐富教程。另一種解決方案是直接選購手機用耳機遙控器成品。這類產(chǎn)品目前在京東、淘寶等電商平臺均有銷售，價格范圍大致在30元至100元之間。選擇時，消費者應(yīng)關(guān)注幾個關(guān)鍵因素，包括產(chǎn)品是否同時支持iOS和Android系統(tǒng)，以及是否能夠安裝通用型的遙控APP(需注意，少數(shù)低價產(chǎn)品可能僅支持特定遙控APP，存在潛在的兼容性問題)。

紅外遙控技術(shù)憑借其簡單、方便、低成本等優(yōu)點，已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可或缺的一部分。然而，隨著科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的紅外遙控技術(shù)也面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的進步，紅外遙控技術(shù)有望與其他技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)更加智能化、個性化的遙控體驗。例如，通過學(xué)習(xí)用戶的使用習(xí)慣，智能家居系統(tǒng)能夠自動調(diào)整家中設(shè)備的參數(shù);通過與語音識別技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)語音與手勢等多模態(tài)控制方式。這些創(chuàng)新將為用戶帶來更加便捷、智能的生活體驗。

總的來說，紅外遙控技術(shù)作為一種成熟且普及的技術(shù)，已經(jīng)深入影響到我們生活的方方面面。了解并掌握這一技術(shù)的基本原理和應(yīng)用場景，將有助于我們更好地利用這一技術(shù)為生活和工作帶來便利。同時，我們也應(yīng)關(guān)注這一技術(shù)的發(fā)展趨勢，期待未來能夠帶來更多令人驚喜的創(chuàng)新應(yīng)用。