Як зрабіць смартфон з інфрачырвонымі функцыямі
Інфрачырвоныя (ІЧ) выпраменьвальнікі калісьці былі даволі распаўсюджаныя ў некаторых мабільных тэлефонах, у першую чаргу з-за іх практычнасці: кіраванне тэлевізарамі, кандыцыянерамі, праектарамі і іншымі электроннымі прыладамі, такімі як універсальны пульт дыстанцыйнага кіравання. Аднак у сучасную эпоху многія смартфоны абышліся без ІЧ-выпраменьвальнікаў з-за дызайну, кошту і мінімалістычных тэндэнцый. Нягледзячы на гэта, патрэба ў інфрачырвоных выпраменьвальніках застаецца, асабліва для карыстальнікаў, якія хочуць выкарыстоўваць свае смартфоны ў якасці кантролераў бытавой тэхнікі.
У гэтым артыкуле разглядаецца, як «зрабіць смартфон з падтрымкай інфрачырвонага выпраменьвання» ў двух кантэкстах: (1) даданне інфрачырвоных магчымасцей да існуючага смартфона (найбольш рэалістычны спосаб) і (2) тэхнічны агляд, калі вы хочаце распрацаваць смартфон, які ўжо мае інфрачырвоны перадатчык (больш складана і звычайна робіцца толькі вытворцамі/інжынерамі абсталявання). Звярніце ўвагу: даданне ўнутранага абсталявання да сучаснага смартфона вельмі складанае і высокарызыкоўнае, таму значна больш мэтазгодныя знешнія варыянты.
-
1. Разуменне асноў інфрачырвонага выпраменьвання на смартфонах
Інфрачырвоная функцыя на смартфонах звычайна складаецца з двух тыпаў:
1. ІЧ-перадатчык
Выкарыстоўваецца для адпраўкі ІЧ-сігналаў на іншыя прылады (напрыклад, тэлевізары/кандыцыянеры). Менавіта гэта людзі часцей за ўсё маюць на ўвазе, калі кажуць «смартфоны маюць інфрачырвоны порт».
2. ІЧ-прыёмнік (прыёмнік)
Выкарыстоўваецца для атрымання ІЧ-сігналаў ад пультаў дыстанцыйнага кіравання або іншых датчыкаў. Гэта радзей сустракаецца на звычайных смартфонах.
Для большасці штодзённых патрэб (пульт дыстанцыйнага кіравання тэлевізарам/кандыцыянерам) патрабуецца ІЧ-перадатчык, а не прыёмнік.
ІЧ-перадатчык працуе, выпраменьваючы мігаючае інфрачырвонае святло пэўнай частаты (напрыклад, 38 кГц, што звычайна выкарыстоўваецца ў пультах дыстанцыйнага кіравання тэлевізарамі) з «кодам», які разумее мэтавая прылада. Такім чынам, яму патрабуецца:
– Інфрачырвоны святлодыёд (IR LED) у якасці перадатчыка
– Схема драйвера для генерацыі імпульсаў
– Праграмнае забеспячэнне/прыкладанне для выбару кода дыстанцыйнага кіравання (ІЧ-пратакол)
-
2. Найпрасцейшы спосаб: даданне інфрачырвонага порта з дапамогай знешняга аксэсуара
Калі ваша мэта — ператварыць свой смартфон у пульт дыстанцыйнага кіравання, гэта самы разумны, танны і бяспечны спосаб.
A. Выкарыстоўвайце порт USB-C ад IR Blaster (або Lightning для iPhone)
Сёння даступна мноства ІЧ-адаптараў, якія падключаюцца да:
– USB-C (Android)
– Маланка (iPhone)
– Ёсць нават Bluetooth-прылады, але USB звычайна больш стабільныя і спагадлівыя.
лішак:
– Без разборкі смартфона
- Можна выкарыстоўваць на многіх мадэлях
– Звычайна ўжо існуе суправаджальнае прыкладанне
недахоп:
– Трэба ўзяць з сабой невялікі электронны пераўтваральнік
– Часам праграма па змаўчанні для электроннага ключа няпоўная.
Этапы выкарыстання:
1. Набудзьце ІЧ-адаптар, сумяшчальны з портам вашага тэлефона.
2. Усталюйце суправаджальнае прыкладанне ад вытворцы электроннага ключа.
3. Выберыце тып прылады (тэлевізар/кандыцыянер/прыстаўка/праектар).
4. Выканайце працэс спалучэння/выбару кода: звычайна праграма спрабуе некалькі кодаў, пакуль прылада не адкажа.
5. Захавайце профіль дыстанцыйнага кіравання, каб выкарыстоўваць яго ў любы час.
B. Выкарыстоўвайце ІЧ-бластэр на базе Bluetooth/Wi-Fi (Smart IR Hub)
Гэта не «ІЧ-перадача ў смартфоне», а смартфон кіруе хабам, які выпраменьвае ІЧ-перадачу.
лішак:
– Лепшы радыус дзеяння (дыстанцыйнае кіраванне праз Wi-Fi)
- Можна кіраваць некалькімі прыладамі ў адным пакоі
– Часта падтрымлівае аўтаматызацыю (планаванне, інтэграцыя з разумным домам)
недахоп:
– Патрэбна электрычнасць/адаптар
– Не партатыўны, як электронны ключ
Этапы выкарыстання:
1. Размясціце хаб у пакоі, які «бачыць» мэтавую прыладу (тэлевізар/кандыцыянер).
2. Падключыцеся да Wi-Fi, а затым падключыце прыладу да праграмы.
3. Дадайце прыладу і выберыце ІЧ-код.
4. Выкарыстоўвайце свой смартфон як пульт дыстанцыйнага кіравання праз праграму.
-
3. Паўтэхнічны варыянт: стварэнне «ІЧ-смартфона» з дапамогай самаробнага электроннага ключа
Калі вам падабаюцца электронныя праекты, вы можаце зрабіць свой уласны ІЧ-адаптар, хоць гэта патрабуе базавага разумення мікракантролераў.
Часта выкарыстоўваныя кампаненты
– Невялікі мікракантролер (напрыклад, ESP32, невялікі Arduino або падобны)
– ІЧ-святлодыёд (940 нм, звычайны)
– Транзістарны драйвер (для ўзмацнення току, які падаецца на ІЧ-святлодыёд)
– Рэзістары, невялікая друкаваная плата і корпус
– Падключэнне да смартфона (USB-C з адпаведным модулем або праз Bluetooth)
Рабочая канцэпцыя:
– Смартфон адпраўляе каманды (напрыклад, «кнопка ўключэння тэлевізара») на мікракантролер праз паслядоўны порт/Bluetooth.
– Мікракантролер генеруе ІЧ-сігналы ў адпаведнасці з пратаколам (NEC, RC5 і г.д.).
– ІЧ-святлодыёд выпраменьвае сігнал на прыладу.
Жыллёвыя запісы:
Стварэнне USB-C-адаптара, які непасрэдна распазнаецца вашым тэлефонам, больш складанае з-за пратакола USB і ўзгаднення харчавання. Таму многія самаробныя майстры выбіраюць больш просты маршрут праз Bluetooth: смартфон → Bluetooth → мікракантролер → ІЧ.
-
4. Калі вы сапраўды хочаце сабраць смартфон з ІЧ з нуля
Гэты раздзел мае канцэптуальны характар — стварэнне смартфона — гэта велізарная задача, падобная да распрацоўкі мінікамп'ютара з сотавай радыёсувяззю, дысплеем, батарэяй, камерай і аперацыйнай сістэмай. Але калі вы засяроджваецеся на тым, «як дадаць ІЧ-бластэр у дызайн смартфона», вось тэхнічны агляд.
А. Неабходнае абсталяванне
1. ІЧ-святлодыёд і драйвер
– ІЧ-святлодыёд 940 нм (звычайны для пультаў дыстанцыйнага кіравання)
– Драйвер транзістара/MOSFET, каб святлодыёд мог выпраменьваць моцнае святло (для пульта звычайна патрабуецца больш высокая пікавая магутнасць)
– Рэгуляванне току і цеплавая абарона
2. Імпульснае кіраванне
– Смартфонная сістэма на чыпе (SoC) павінна кантраляваць апорную частату (звычайна 38 кГц)
– Звычайна выкарыстоўвае ШІМ (шырынёва-імпульсную мадуляцыю) і мадуляцыю дадзеных.
3. Фізічнае размяшчэнне
– Інфрачырвоны святлодыёд павінен мець «акенца» ў корпусе тэлефона, якое дазваляе праходзіць інфрачырвонаму выпраменьванню.
– Ідэальнае размяшчэнне ўверсе для зручнага падключэння да тэлевізара/кандыцыянера
4. Кіраванне харчаваннем
– Інфрачырвоныя святлодыёды могуць спажываць даволі вялікі ток пры выпраменьванні святла.
– Павінен быць распрацаваны такім чынам, каб не парушаць стабільнасць харчавання і не марнаваць зарад батарэі
B. Праграмнае забеспячэнне і прашыўка
1. Драйверы ядра/HAL (Android)
– Каб праграма магла «запытаць» перадачу ІЧ-перадачы
– На Android раней былі папулярныя старыя рэалізацыі (спажывецкае IR), але падтрымка залежыць ад пастаўшчыка/ROM.
2. База дадзеных ІЧ-кодаў
– Коды для розных марак прылад (тэлевізараў, кандыцыянераў і г.д.)
– Можна выкарыстоўваць бібліятэкі з адкрытым зыходным кодам або камерцыйныя базы дадзеных
3. Аддаленае прыкладанне
– Інтэрфейс для выбару прылады
– Функцыя навучання кода (пры наяўнасці ІЧ-прыёмніка), расклад, макрас (напрыклад, «Рэжым прагляду»: тэлевізар уключаны, прыстаўка ўключана, гучнасць 15)
C. Вялікая праблема
– Рэгуляванне і сертыфікацыя: смартфоны павінны прайсці выпрабаванні на бяспеку, выпраменьванне, электрамагнітную сумяшчальнасць і сертыфікацыю тэлекамунікацый.
– Інтэграцыя сістэмы: даданне аднаго невялікага кампанента (IR) можа паўплываць на антэну, канструкцыю рамы, воданепранікальнасць і размяшчэнне друкаванай платы.
– Выдаткі на вытворчасць і ланцужок паставак: вытворцы ўлічваюць прыбытковасць інвестыцый; інфляцыйныя адносіны часта лічацца нішавай функцыяй.
Таму для асобных людзей або невялікіх каманд рэалістычным шляхам з'яўляецца стварэнне аксэсуара або выбар смартфона, які ўжо мае ІЧ-порт.
-
5. Практычная альтэрнатыва: выберыце смартфон, які ўжо мае інфрачырвоны порт
Калі вы яшчэ не набылі тэлефон і вам патрэбна ІЧ-перадатчык, найпрасцейшы падыход — выбраць мадэль з ІЧ-бластэрам ад вытворцы. Некаторыя тэлефонныя лінейкі традыцыйна ўключалі ІЧ-бластэры. Звычайна гэтая функцыя спалучаецца з добра распрацаванай убудаванай праграмай дыстанцыйнага кіравання.
Парады пры выбары:
– Пераканайцеся, што ў характарыстыках пазначаны «ІЧ-бластэр» (а не «ІЧ-датчык твару»).
– Праверце водгукі: ці мае ІЧ-порт моцны эфект і ці сумяшчальны ён з многімі прыладамі.
– Звярніце ўвагу на размяшчэнне IR (верхняя/нізняя часткі рамы), бо гэта ўплывае на камфорт.
-
6. Парады па аптымізацыі выкарыстання інфрачырвонага порта на смартфонах
Каб максімальна выкарыстоўваць ІЧ-сігнал, вось некалькі практычных парад:
1. Накіруйце прыладу непасрэдна на яе: для ІЧ-перадатчыка патрабуецца прамая бачнасць (у адрозненне ад Bluetooth/Wi-Fi).
2. Выкарыстоўвайце разумную адлегласць: 2–8 метраў звычайна ідэальная адлегласць у залежнасці ад магутнасці інфрачырвонага святлодыёда.
3. Захавайце некалькі профіляў: напрыклад, «Тэлевізар у гасцінай», «Кандыцыянер у пакоі», «Офісны праектар».
4. Стварыце макрас: калі праграма падтрымлівае яго, аб'яднайце некалькі каманд адначасова.
5. Падумайце аб усталяванні ІЧ-хаба для дома: калі вам патрэбна кіраванне з іншых пакояў або аўтаматызацыя.
-
Выснова
Найбольш рэалістычны спосаб «стварыць смартфон з падтрымкай інфрачырвонага порта» — гэта дадаць інфрачырвоны порт праз знешні аксэсуар, напрыклад, USB-C/Lightning-донгл або ІЧ-канцэнтратар на базе Wi-Fi/Bluetooth. Гэты метад бяспечны, недарагі і не пашкодзіць прыладу. Калі вы хочаце зрабіць гэта самастойна, вы можаце стварыць ІЧ-перадатчык на аснове мікракантролера, якім кіруеце са свайго смартфона праз Bluetooth. Зборка смартфона з нуля з дапамогай ІЧ-бластэра прадугледжвае складанае праектаванне абсталявання, праграмных драйвераў, сертыфікацыю і інтэграцыю, што звычайна з'яўляецца справай вытворцаў.
Калі вы паведаміце мне тып смартфона, якім вы карыстаецеся (Android/iPhone, мадэль) і асноўнае прызначэнне яго ІЧ-перадатчыка (тэлевізар, кандыцыянер ці іншая прылада), я магу парэкамендаваць найбольш прыдатнае рашэнне разам з больш канкрэтнымі параметрамі прылады і крокамі налады.
