Ako vyrobiť smartfón s infračervenými funkciami
Infračervené (IR) vysielače boli kedysi v niektorých mobilných telefónoch pomerne bežné, predovšetkým kvôli ich praktickosti: ovládanie televízorov, klimatizácií, projektorov a iných elektronických zariadení ako univerzálny diaľkový ovládač. V modernej dobe však mnoho smartfónov IR vysielače neobsahuje kvôli dizajnu, cene a minimalistickým trendom. Napriek tomu potreba infračervených vysielačov pretrváva – najmä pre používateľov, ktorí chcú používať svoje smartfóny ako ovládače domácich spotrebičov.
Tento článok sa zaoberá tým, ako „vytvoriť smartfón s infračerveným portom“ v dvoch kontextoch: (1) pridanie infračervených funkcií do existujúceho smartfónu (najrealistickejší spôsob) a (2) technický prehľad, ak chcete navrhnúť smartfón, ktorý už má IR vysielač (zložitejší a zvyčajne ho vykonávajú iba výrobcovia/inžinieri hardvéru). Upozorňujeme, že pridanie interného hardvéru do moderného smartfónu je veľmi náročné a rizikové, preto sú oveľa vhodnejšie externé možnosti.
-
1. Pochopenie základov infračerveného žiarenia v smartfónoch
Infračervená funkcia na smartfónoch sa zvyčajne skladá z dvoch typov:
1. IR vysielač
Používa sa na odosielanie infračervených signálov do iných zariadení (napr. televízorov/klimatizácií). Toto majú ľudia najčastejšie na mysli, keď hovoria, že „smartfóny majú infračervené rozhranie“.
2. IR prijímač (prijímač)
Používa sa na príjem infračervených signálov z diaľkových ovládačov alebo iných senzorov. Na bežných smartfónoch je to menej bežné.
Väčšina každodenných použití (diaľkové ovládanie TV/klimatizácie) vyžaduje IR vysielač, nie prijímač.
IR vysielač funguje tak, že vysiela blikajúce infračervené svetlo na špecifickej frekvencii (napríklad 38 kHz bežná na diaľkových ovládačoch televízora) s „kódovým“ vzorom, ktorému cieľové zariadenie rozumie. Preto vyžaduje:
– Infračervená LED dióda (IR LED) ako vysielač
– Obvod budiča na generovanie impulzov
– Softvér/aplikácia na výber diaľkového kódu (IR protokol)
-
2. Najjednoduchší spôsob: Pridanie infračerveného portu pomocou externého príslušenstva
Ak je vaším cieľom premeniť svoj smartfón na diaľkové ovládanie, je to najrozumnejší, najlacnejší a najbezpečnejší spôsob.
A. Použite port IR Blaster USB-C (alebo Lightning pre iPhone)
V súčasnosti je k dispozícii veľa IR adaptérov, ktoré sa pripájajú k:
– USB-C (Android)
– Blesk (iPhone)
– Existujú dokonca aj Bluetooth verzie, ale USB je zvyčajne stabilnejšie a responzívnejšie.
prebytok:
– Bez rozoberania smartfónu
– Možno použiť na mnohých modeloch
– Vo všeobecnosti už existuje sprievodná aplikácia
nedostatok:
– Musíte si priniesť malý hardvérový kľúč
– Predvolená aplikácia hardvérového kľúča je niekedy neúplná.
Kroky použitia:
1. Zakúpte si infračervený adaptér kompatibilný s portom vášho telefónu.
2. Nainštalujte si sprievodnú aplikáciu od výrobcu hardvérového kľúča.
3. Vyberte typ zariadenia (TV/klimatizácia/STB/projektor).
4. Vykonajte proces párovania/výberu kódu: aplikácia zvyčajne skúsi niekoľko kódov, kým zariadenie nezareaguje.
5. Uložte si vzdialený profil, aby ste ho mohli kedykoľvek použiť.
B. Použite infračervený vysielač (inteligentný infračervený rozbočovač) s rozhraním Bluetooth/Wi-Fi
Toto nie je „IR v smartfóne“, ale smartfón ovláda rozbočovač, ktorý vysiela IR.
prebytok:
– Lepší dosah (diaľkové ovládanie cez Wi-Fi)
– Možnosť ovládať viacero zariadení v jednej miestnosti
– Často podporuje automatizáciu (plánovanie, integrácia inteligentnej domácnosti)
nedostatok:
– Potrebujete elektrinu/adaptér
– Nie je prenosný ako hardvérový kľúč
Kroky použitia:
1. Umiestnite rozbočovač do miestnosti, ktorá „vidí“ cieľové zariadenie (TV/klimatizáciu).
2. Pripojte sa k sieti Wi-Fi a potom spárujte zariadenie s aplikáciou.
3. Pridajte zariadenie a vyberte IR kód.
4. Použite svoj smartfón ako diaľkové ovládanie prostredníctvom aplikácie.
-
3. Polotechnická možnosť: Výroba „IR smartfónu“ pomocou DIY hardvérového kľúča
Ak máte radi elektronické projekty, môžete si vyrobiť vlastný IR adaptér, hoci to vyžaduje základné znalosti mikrokontrolérov.
Bežne používané komponenty
– Malý mikrokontrolér (napr. ESP32, malé Arduino alebo podobné)
– IR LED (bežná vlnová dĺžka 940 nm)
– Tranzistorový ovládač (na zosilnenie prúdu do IR LED)
– Rezistory, malá doska plošných spojov a puzdro
– Pripojenie k smartfónu (USB-C s príslušným modulom alebo cez Bluetooth)
Pracovný koncept:
– Smartfón odosiela príkazy (napr. „tlačidlo napájania televízora“) do mikrokontroléra cez sériový port/Bluetooth.
– Mikrokontrolér generuje IR signály podľa protokolu (NEC, RC5 atď.).
– IR LED vysiela signál do zariadenia.
Matričné záznamy:
Vytvorenie USB-C adaptéra, ktorý telefón priamo rozpozná, je zložitejšie kvôli protokolu USB a vyjednávaniu napájania. Preto sa mnoho domácich majstrov rozhodne pre jednoduchšiu cestu cez Bluetooth: smartfón → Bluetooth → mikrokontrolér → IR.
-
4. Ak naozaj chcete postaviť smartfón s IR od nuly
Táto časť je koncepčná – zostavenie smartfónu je obrovský projekt, podobne ako návrh minipočítača s mobilným rádiom, displejom, batériou, fotoaparátom a operačným systémom. Ak sa však zameriavate na to, „ako pridať IR vysielač do dizajnu smartfónu“, tu je technický prehľad.
A. Požadovaný hardvér
1. IR LED a ovládač
– IR LED 940nm (bežné pre diaľkové ovládače)
– Ovládač tranzistora/MOSFETu, aby LED dióda mohla vyžarovať silné svetlo (diaľkové ovládanie zvyčajne vyžaduje vyšší špičkový výkon)
– Regulácia prúdu a tepelná ochrana
2. Ovládanie impulzov
– SoC (systém na čipe) smartfónu musí ovládať nosnú frekvenciu (zvyčajne 38 kHz)
– Zvyčajne používa PWM (moduláciu šírky impulzov) a navyše dátovú moduláciu
3. Fyzické umiestnenie
– IR LED dióda musí mať v ráme telefónu „okienko“, ktoré umožňuje prechod infračerveného žiarenia.
– Ideálne umiestnenie v hornej časti pre jednoduché nasmerovanie k televízoru/klimatizácii
4. Správa napájania
– IR LED diódy môžu pri vyžarovaní svetla odoberať pomerne veľký prúd.
– Musí byť navrhnutý tak, aby nenarúšal stabilitu napájania a neplytval batériou
B. Firmvér a softvér
1. Ovládače jadra/HAL (Android)
– Aby aplikácia mohla „vyžiadať“ IR prenos
– V systéme Android boli kedysi populárne staršie implementácie (spotrebiteľské IR), ale podpora závisí od dodávateľa/ROM.
2. Databáza IR kódov
– Kódy pre rôzne značky zariadení (TV, klimatizácia atď.)
– Môže používať knižnice s otvoreným zdrojovým kódom alebo komerčné databázy
3. Vzdialená aplikácia
– Používateľské rozhranie na výber zariadenia
– Funkcia učenia kódu (ak je k dispozícii IR prijímač), plán, makro (napr. „Režim sledovania“: TV ZAPNUTÝ, set-top box ZAPNUTÝ, hlasitosť 15)
C. Veľká výzva
– Regulácia a certifikácia: smartfóny musia prejsť testami bezpečnosti, emisií, elektromagnetickej kompatibility a certifikáciou telekomunikácií.
– Systémová integrácia: pridanie jedného malého komponentu (IR) môže ovplyvniť anténu, dizajn rámu, vodotesnosť a rozloženie dosky plošných spojov.
– Výrobné náklady a dodávateľský reťazec: výrobcovia zohľadňujú návratnosť investícií (ROI); investičné investície (IR) sa často považujú za špecifickú funkciu.
Preto je pre jednotlivcov alebo malé tímy realistickou cestou vytvorenie príslušenstva alebo výber smartfónu, ktorý už má IR.
-
5. Praktická alternatíva: Vyberte si smartfón, ktorý už má infračervené rozhranie
Ak ste si ešte nekúpili telefón a infračervené rozhranie je vašou primárnou potrebou, najjednoduchším prístupom je vybrať si model, ktorý obsahuje infračervený vysielač od výrobcu. Niektoré telefónne rady už infračervené vysielače historicky obsahovali. Táto funkcia je zvyčajne kombinovaná s dobre vyvinutou vstavanou aplikáciou diaľkového ovládania.
Tipy pri výbere:
– Uistite sa, že v špecifikáciách je uvedený výraz „IR blaster“ (nie „IR snímač tváre“).
– Pozrite si recenzie: je IR silný a kompatibilný s mnohými zariadeniami.
– Venujte pozornosť polohe IR (horná/dolná časť rámu), pretože ovplyvňuje pohodlie.
-
6. Tipy na optimalizáciu používania infračerveného portu na smartfónoch
Pre maximalizáciu využitia infračerveného žiarenia je tu niekoľko praktických tipov:
1. Namierte priamo na zariadenie: IR vyžaduje priamu viditeľnosť (na rozdiel od Bluetooth/Wi-Fi).
2. Dodržujte primeranú vzdialenosť: ideálna je zvyčajne vzdialenosť 2 – 8 metrov v závislosti od sily infračervenej LED diódy.
3. Uložte si niekoľko profilov: napríklad „Televízor v obývačke“, „Klimatizácia v miestnosti“, „Kancelársky projektor“.
4. Vytvorte makro: ak to aplikácia podporuje, skombinujte niekoľko príkazov naraz.
5. Zvážte IR rozbočovač pre domácnosť: ak chcete ovládanie z iných miestností alebo automatizáciu.
-
Záver
Najrealistickejším spôsobom, ako „zostaviť smartfón s infračerveným portom“, je pridať infračervený port prostredníctvom externého príslušenstva, ako je napríklad USB-C/Lightning adaptér alebo IR rozbočovač založený na Wi-Fi/Bluetooth. Táto metóda je bezpečná, lacná a nepoškodí zariadenie. Ak si chcete zariadenie vyrobiť svojpomocne, môžete si zostaviť IR vysielač založený na mikrokontroléri ovládaný zo smartfónu cez Bluetooth. Zostavenie smartfónu od základov s IR vysielačom zahŕňa zložitý návrh hardvéru, softvérové ovládače, certifikáciu a integráciu – čo je zvyčajne doménou výrobcov.
Ak mi poviete typ smartfónu, ktorý používate (Android/iPhone, model) a hlavný účel jeho IR (TV, klimatizácia alebo iné zariadenie), môžem vám odporučiť najvhodnejšie riešenie spolu s konkrétnejšími možnosťami zariadenia a krokmi nastavenia.
