大多数红外接收头在 5 米范围内可靠工作。如果您设计远距离红外接收头以在更远的范围(例如 10 米)内可靠运行，则电路的复杂性会增加。要将范围从 5 米扩大到 10 米，您需要将发射功率增加四倍。如果您希望实现高度定向的红外光束(非常窄的光束)，可以适当地使用红外激光笔作为红外信号源。激光笔在市场上很容易买到。然而，由于激光笔发出的光束非常窄，您必须格外小心，以免设备的轻微震动可能会改变光束方向并导致接触不良。

红外接收头一、电路

这是一个简单的电路，可以为您提供相当长的范围。它使用三个串联的红外发射 LED(IR1 至 IR3)来增加辐射功率。此外，为了增加方向性和功率密度，您可以将 IR LED 组装在手电筒的反射器内。为了提高电路效率，使用了 MOSFET (BS170)，它充当开关，从而减少使用晶体管时产生的功率损耗。为了避免在“开”/“关”操作期间出现电压下降，在电池电源两端使用了 100μF 存储电容器 C2。当红外发射器采用普通电池供电时，其优势将更加明显。电容器 C2 在“接通”操作期间提供额外的电荷。

红外接收头二、电容

由于MOSFET在栅极-源极端子之间表现出大电容，因此使用 npn-pnp Darling ton 对 BC547 和 BC557(作为射极跟随器)进行了特殊的驱动布置，以避免栅极驱动输入失真。待传输的数据(CMOS 兼容)用于调制 CD4047(IC1)生成的 38 kHz 频率。然而，在此所示的电路中，触摸开关S1已用于调制和传输IR信号。在通用 PCB 上组装电路。使用开关 S2 进行电源“开”/“关”控制。市售红外接收器模块(例如，TSOP1738)可用于有效接收所发送的红外信号。

红外接收头三、如何工作

IR LED 是一种发射红外辐射的发射器。这种LED具有标准LED 的外观，并且其发出的辐射是人眼看不见的。红外发射器用于检测红外接收器的辐射。这些红外接收器采用光电二极管形式。红外光电二极管与常规光电二极管的不同之处在于它们仅检测红外辐射。根据电压、波长、封装和其他因素，存在不同类型的红外接收头。当用作红外发射器和接收器时，接收器的波长必须与发射器的波长匹配。发射器是红外LED，接收器是红外光电二极管。红外光电二极管由红外LED产生的红外光激活。光电二极管的电阻和输出电压的变化与获得的红外光量成正比。这就是红外传感器的基本工作原理。一旦红外发射器产生发射，当它到达物体时，部分发射会反射到红外接收头。传感器输出可以由红外接收器根据响应的强度来决定。

红外接收头四、高频载波信号

消费类红外设备使用手持遥控器中的红外 LED 和位于设备内部的红外接收头。由于阳光和室内环境照明会干扰任何仅观察光水平的红外接收头，因此该信号会调制(即打开和关闭)高频载波信号。这称为幅移键控 ( ASK )。通常对于 IR，频率在 30-60Khz 范围内，其中 38Khz 是最常见的载波频率。有一些早期的第一代荧光灯电子镇流器在这个范围内运行，可能会对红外遥控器造成干扰，但在大多数情况下它运行良好。这意味着 IR LED 发射器必须进行调制。在 mbed 上，这可以使用 PWM 硬件来完成。红外探测器模块具有内置带通滤波器和硬件，用于解调和恢复原始信号。

红外接收头五、演示代码

在演示代码中，mbed 的 PWM 硬件提供 38Khz 载波进行传输。PWM 周期设置为 1/38000。IR LED CTRL 输入由 38Khz PWM 信号驱动。IRLED = .5 生成 50% PWM 占空比，为载波产生 38Khz 方波。IR LED 上的 gnd 引脚实际上使用 mbed 的串行数据输出来打开和关闭，从而无需任何外部数字逻辑，并且仍然允许直接使用串行端口硬件进行 38Khz IR 数据传输。它比乍一看要复杂一些，因为起始位必须为零才能使 10 位串行端口输入硬件正常工作，并且红外接收器会反转信号。

红外接收头六、演示

射频遥控器的成本往往更高一些，范围更远，而且不像红外接收头那样只能在视线范围内。大多数汽车钥匙扣的运行频率为 315Mhz 或 434Mhz。大多数密钥卡系统都使用加密来防止偷车贼拦截和欺骗代码。大多数遥控器都使用滚动码来防止简单的“重放”设备获得访问权限。各国政府分配和许可射频频率的使用，并对功率输出施加限制，因此使用的频率可能因国家而异。带有射频模块的最终产品可能需要测试和认证。在美国，许多使用射频的产品都需要贴有带有 FCC ID 号的标签，可以通过搜索快速确定设备的工作频率。

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