Dálkový univerzál vidí vše. Chytře pobere i 68 000 Hz

TSOP jako speciální modul infračerveného přijímače pro univerzální systémy dálkového ovládání? Ano, dostaneme jej stále v SMD provedení, nicméně tentokrát spíše o rozměrech 6,8 × 3,0 × 3,2 mm, což ale zažité představě pouzder typu TSOP zase tolik neodpovídá. Pravda, ve skutečnosti jde o něco zcela jiného. Zvláště, když ke čtyřem pinům přibude další „PIN“ v podobě vestavěné diody se dvěma šipkami, ukazujícími dovnitř.

DO s IR. Pro cokoli

Není TSOP jako TSOP. Pokud zde ještě doplníme číslici 15300, obdržíme nepochybně zajímavé novinky z dílny Vishay Intertechnology, celým názvem „IR Receiver Modules for Remote Control Systems“, které výrobce představil na začátku srpna [1]. Zmíněné moduly DO zpracují modulační frekvence ve skutečně širokém rozsahu od 30 kHz až do 68 kHz, protože byly navrženy tak, aby přijímaly a demodulovaly všechny hlavní kódy dálkových ovladačů, dostupných na trhu. Láká vás představa univerzálního řešení také na přijímací straně řetězce, tj. bez nutnosti komplikovat či měnit osazení desky? Zde si pohodlně vystačíte s jediným typem součástky. Pokaždé.

Běžné přijímače bývají se svou pásmovou propustí obvykle naladěny na pevně danou středovou frekvenci, což ale ve výsledku zhoršuje vzájemnou kompatibilitu zařízení a pro pokrytí odlišných situací vyžaduje i rostoucí počet receiverů. Mívá to však své opodstatnění. Odhlédneme – li od paměti a databáze nejrůznějších kódů, vysílač má stále plnou kontrolu nad tím, co dělá, jenže přijímač musí složitěji čistit a filtrovat neznámý signál od okolního šumu. Riziko zde představují nejen interference s obvyklými zdroji infračerveného rušení typu zářivek či LCD televizorů, ale také všudypřítomné vf antény pro Wi-Fi. Pohybujeme se totiž ve světě spotřební elektroniky s TV, audio systémy, herními konzolemi, soundbary, set-top boxy (milovníci zkratek s více významy určitě registrují „STB“) nebo např. video projektory.

Ano, širokopásmový přístup vnáší komplikace a kvůli zachování vysoké citlivosti či spolehlivosti bude i technologicky náročnější na výrobu. Ve výsledku promlouvá rovněž do ceny, takže si mnohdy vystačíme s prostými „jednofrekvenčními“ moduly. Rozhodně to však neznamená, že by náš univerzál TSOP15300 postrádal smysl. Zvláště, když vyvíjíme komerční produkt a výhledově řešíme jeho předpoklady ke spolupráci se stovkami různých ovladačů, kratší rozpisku součástek, úsporu místa na desce nebo též samotnou logistiku a otázku skladování odlišných typů IR přijímače. Dokumentace výslovně slibuje kompatibilitu s RC-5, RC-6, Panasonic, NEC, Sharp, Mitsubishi nebo Thomson RCA.

Řeší podobu, význam doplní MCU

Aby ve společnosti Vishay celý návrh dále zjednodušili, vestavěli do každého detekčního modulu receiveru TSOP15300 nejen výše zmiňovanou fotodiodu PIN, ale také předzesilovač a samozřejmě infračervený filtr [2]. Na výsledném SMD zapouzdření typu Heimdall pak napočítáme celkem čtyři vývody, přičemž oběma krajním výrobce vyhrazuje zemní potenciál. Zbývá už jen prostor pro napájení V_S a datový výstup OUT, kdy NPN tranzistoru ještě předchází blok pro automatické řízení zisku (AGC), pásmová propust a demodulátor, včetně souvisejícího řízení. Napájet budeme v rozmezí 2,0 až 5,5 V s typickým proudovým odběrem 0,35 mA. Dokumentace počítá u testovacího signálu na kmitočtu 45 kHz (pozor na frekvenční závislost) s minimálním ozářením 0,2 – 0,4 mW/m², na opačném konci pak zase obdržíme E_emax = 30 W/m². V praxi to může po spárování s 50mA zdrojem (emitorem) znamenat spolehlivé přenosy na vzdálenost až 18 m. Vishay pro takové případy uvažuje své infračervené diody TSAL6200 (GaAlAs), pracující v oblasti 940 nm s technologií MQW (Multi Quantum Well, [3]).

Správně demodulovanému signálu už tedy nic nebrání v přímé cestě do mikrokontroléru, kde bude rovněž dekódován. Pokud u napájení hrozí nadměrné zvlnění nebo výskyt špiček, doplníme ještě zapojení o jednoduchý RC člen. Výrobce zdůrazňuje optimalizaci pro systémy dálkového ovládání s krátkými dávkami pulzů (Short Burst) v různých typech prostředí, ovšem bez certifikace pro použití přímo v automobilech. Provozní rozsah součástky je přísně omezen teplotami -25 °C, resp. +85 °C.

Obvody řady TSOP15300 máme navrženy tak, aby potlačovaly falešné výstupní pulzy způsobené šumem nebo rušivými signály. Součástky proto datové přenosy odlišují na základě rozdílů ve frekvenci, délce dávky (Burst Length) a také střídě obálky (Envelope Duty Cycle). Předpokládá se nejen modulační frekvence mezi 30 kHz a 68 kHz, ale i splnění dalších podmínek. Pokud vstupní dioda obdrží zarušený datový signál, funkce AGC pro automatické řízení zesílení automaticky sníží citlivost systému, aby se zajistilo, že na jeho výstup neproniknou žádné falešné pulzy. V praxi tím ošetříme trvale přítomné světlo, nepřetržité signály na libovolném kmitočtu nebo i různě modulované průběhy, typicky třeba u zářivek.

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.vishay.com/en/company/press/releases/2026/TSOP15300/

[2] Obvody TSOP15300, https://www.vishay.com/en/product/82917/

[3] IR diody TSAL6200, https://www.vishay.com/en/product/81010/

robenek@dps-az.cz