IR-Sender für Smartphones

Ein perfekter 50 % Rechteckimpuls hat keine geradzahligen Harmonischen. Eine perfekte 19-kHz-Rechteckwelle funktioniert also nicht auf einem 38-kHz-Rx mit einem BPF.

Je größer die Asymmetrie des IR-Pulses ist, desto geringer werden die ungeradzahligen Harmonischen, während sie sogar zu einem Impuls ansteigen, bei dem alle Harmonischen nahezu gleich der Grundwelle sind (schneller Abfall mit Null bei einer Wellenlänge gleich der Impulsbreite).

Es gibt verschiedene Methoden, um 2. Harmonische zu erzeugen, die jedoch den Rahmen dieser Frage sprengen.

Die einfachste Methode zum Erzeugen von 2. Harmonischen besteht darin, das Audio in einen Vollwellengleichrichter und dann in einen geeigneten Treiber zu stecken.

Unter Verwendung der Falstad-Java-Simulation der Fourier-Analyse können Sie mit dem unten erfassten Tool spielen. Rufen Sie die angezeigte Website auf und wählen Sie die mit Pfeilen gekennzeichneten Schaltflächen aus.

Der Cursor zeigt die Komponente jeder Harmonischen, die die Wellenform mit zusätzlichen Informationen über das Spektrum bildet. Die erste Spitze ist DC, dann die 2x, 4x, 6x usw., die in der Log-Ansicht (dB) oben gezeigt werden, einfach durch Vollwellengleichrichtung einer Sinuswelle.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Dies ist für die alten Hasen und auch für die jüngeren Personen, die Smartphone-Hacks nicht verfolgt haben. Dieses Mal wird versucht, IR-LEDs in die Kopfhörerbuchse einzufügen, um eine IR-Fernbedienung zu ermöglichen. Es gibt ein Problem. IR-Fernbedienungssysteme benötigen etwa 36...39 kHz gepulste LED-Treiberspannung und normale Audiosysteme können aufgrund der Abtastfrequenz von 44,1 kHz nur etwa 20 kHz ausgeben

Dies wird überlistet, indem nach links und rechts gedrückt wird, um 90 Grad phasenverschobene Signale auszugeben, und indem zwei LEDs parallel zwischen dem LINKEN HOT-Draht und dem RECHTEN HOT-Draht verwendet werden. Im folgenden Bild ist dargestellt, wie trotzdem 38 kHz Impulse zur Verfügung stehen können, obwohl beide Audiokanäle 19 kHz ausgeben.

Um einen IR-Impuls sowohl von positiven als auch von negativen "Differenz" -Impulsen zu erhalten, sind zwei parallele, aber gegenüberliegende IR-LEDs sowie ein Vorwiderstand erforderlich, um den Strom niedrig genug zu halten.

Ich habe Rechteckwellen gezeichnet. In der Realität stehen über 10 kHz aufgrund des begrenzten Frequenzbandes nur Sinuswellen zur Verfügung, aber das ändert nichts an der Grundidee. Es funktioniert, wenn das Signal stark genug angesteuert wird, um genügend Verzerrung zu erhalten (die Differenz der Sinuswellen ist eine Sinuswelle).

Die IR-Add-Ons für die Kopfhörerbuchse sind weit verbreitet, ebenso die Anwendungssoftware für die Fernbedienung.

NACHTRAG: Anscheinend habe ich die Hauptfrage vergessen "Wie das mit einer Diode mindestens auf wenige Zentimeter funktionieren kann"

In den IR-Empfänger-ICs wird die richtige Impulsfrequenz durch Bandpassfilter diskriminiert. Dieser Filter kann nach den folgenden Prinzipien ein ausreichendes 38-kHz-Signal erhalten, obwohl der Impuls 19 kHz beträgt:

• Die 2. Harmonische in diesem schmalen LR-Differenzimpuls ist >0, obwohl sie in einem symmetrischen Impuls =0 ist. Also eine Leitung zwischen L und R kann für kurze Distanz reichen
• Starkes Klingeln im DAC-Ausgangsfilter des Smartphones kann den fehlenden Impuls erzeugen
• Bei hoher IR-Intensität kann der Empfänger die 2. Harmonische erzeugen

Es ist vielleicht überhaupt nicht die 2. Harmonische, aber Sie haben eine bidirektionale IR-LED. Es sind 2 gegenüberliegende parallele LEDs in einem Fall. Solche Geräte sind leicht erhältlich. EDIT: Nicht leicht. Sie sind nur für Licht üblich und in YouTube-Videos können sie gefälscht sein.

Welche dieser Gründe in der Praxis die auffälligsten sind, muss durch Messungen überprüft werden. Alles andere ist nur Fragen.