Sóng hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng nhìn thấy của mắt người nhưng lại ngắn hơn tia bức xạ vi ba

Sóng hồng ngoại

Mắt chúng ta chỉ thấy được những màu sắc nằm từ xanh tới đỏ là do bước sóng của nó nằm trong dải khả kiến. Những bước sóng nằm sau mức đỏ được gọi là “Hồng Ngoại”. Chúng ta sẽ không nhìn thấy nó. Mặc dù nó luôn xuất hiện xung quanh chúng ta. Từ cái điều khiển điều hoà, TV, bếp điện, đèn sưởi, hoặc những thứ tạo ra nhiệt độ cao cho tới chính cơ thể của mình.

Sóng hồng ngoại rất thú vị để áp dụng vào việc truyền tin. Phương pháp đơn giản nhất để truyền dữ liệu là việc biến đổi nó thành mã nhị phân. Sau đó sử dụng đèn LED hông ngoại thay đổi trạng thái bật đèn (để gửi mức logic 1) hoặc tắt nó (để biểu thị mức logic 0) trong một khoảng thời gian nhất định.

Khi bạn bấm một nút bất kỳ trên điều khiển (Remote), bộ điều chế sẽ tạo ra một mẫu tín hiệu (tập lệnh) có các giá trị 0 để làm đèn LED hồng ngoại chớp liên tục. Sự nhấp nháy ở tần số 36 KHz hoặc 38kHz của đèn khác hẳn với các vật thể bức xạ hồng ngoại khác. Do đó, thiết bị thu trong TV sẽ thực hiện việc lọc nhiễu để nó không bị nhầm.

TV sau khi nhận tín hiệu, nó làm công việc giải điều chế ngược lại với điều khiển. Giải mã tín hiệu tắt bật thành chuỗi 01, rồi so sánh chuỗi ấy với bộ từ điển của nhà sản xuất xem nó có khớp với lệnh gì: Mở, tắt, chuyển kênh hay to nhỏ.

Fun Fact Sóng Hồng Ngoại

Chiếc bật lửa bạn vẫn dùng hàng ngày khi vừa đánh lửa sẽ tạo ra tín hiệu hồng ngoại. Nếu chúng ta in một tấm bìa được cắt thành các đoạn kín, hở mô phỏng cho việc bật tắt. Và di chuyển cực nhanh thì bạn có bật tắt được TV

Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0° K đều phát ra tia hồng ngoại.

Giao thức truyền tin bằng sóng hồng ngoại

Bằng cách kiểm soát khoảng cách giữa các tín hiệu được điều chế được truyền đi. Chúng ta có nhiều giao thức sử dụng sóng hồng ngoại để truyền tin, bao gồm NEC hoặc RC5 (Philips). Đây đều là hai trong số các giao thức được sử dụng phổ trong việc điều khiển từ xa các thiết bị như TV, máy điều hòa không khí, hoặc thiết bị giải trí gia đình khác.

Giao thức NEC

NEC sử dụng tần số 38 kHz để giao tiếp. Giao thức này sử dụng một chuỗi bit để mã hóa dữ liệu, với mỗi bit đại diện cho một trạng thái logic cao (Bit 1) hoặc thấp (Bit 0). Trong đó

• Bit ‘0’ được thể hiện bằng một xung xung 562,5µs theo sau là khoảng trống 562,5µs. Tổng thời gian truyền là 1,125ms
• Bit ‘1’ được thể hiện bằng một xung xung 562,5µs theo sau là khoảng trống 1,6875ms. Tổng thời gian truyền là 2,25ms

Khi nhấn một phím trên bộ điều khiển từ xa, Message sẽ được truyền đi theo một cấu trúc và thứ tự như sau.

• Xung đầu 9ms (gấp 16 lần độ dài xung được sử dụng cho bit dữ liệu logic)
• Khoảng trống 4,5ms
• Địa chỉ 8 bit cho thiết bị nhận
• Nghịch đảo 8 bit của địa chỉ
• 8 bit cho Command
• Nghịch đảo 8 bit của Command
• Xung cuối cùng có kích thước 562,5µs báo hiệu việc truyền thông báo đã kết thúc.

Đảm bảo cả dữ liệu và dữ liệu nghịch đảo (Inverse) đều được gửi đi. Khi thiết bị nhận nhận được những tín hiệu này, nó sẽ dùng để tự kiểm tra, tự so khớp để xác định tính chính xác của Message.

Nếu nhấn lì phím trên bộ điều khiển từ xa, một mã lặp lại (Repeat Code) sẽ được phát ra, thường là khoảng 40 mili giây sau khi xung cuối cùng báo hiệu kết thúc tin nhắn. Mã lặp lại sẽ tiếp tục được gửi đi trong khoảng thời gian 108 mili giây

Giao thức RC5 (Philips)

• Giao thức RC5, được phát triển bởi Philips, cũng là một trong những giao thức phổ biến trong việc điều khiển từ xa các thiết bị điện tử.
• RC5 cũng sử dụng một chuỗi bit để mã hóa dữ liệu, nhưng khác với NEC ở cách thức mã hóa và cấu trúc gói dữ liệu.
• Giao thức này có độ tin cậy cao trong việc truyền dẫn dữ liệu qua sóng hồng ngoại.