Инфракрасный протокол связи IrDa (стр. 4 из 4)
Применение IrDA
Практически, сегодня уже нет мало-мальски уважающей компании, которая бы не производила компоненты для ИК портов. Например, компания Crystal Semiconductor выпускает микросхему ИК приемопередатчика серии CS8130. Этот прибор является интерфейсом между блоком UART, излучающим светодиодом и светочувствительным PIN-диодом. Он работает в форматах IrDA, ASK и TV формате беспроводного управления, имеет функции программирования мощности передачи и порога срабатывания приемника. Микросхема выполнена в корпусе типа SSOP очень малого размера (5х7 mm).
В качестве примера "интеграции" можно рассмотреть интерфейс IrDA, добавленного на материнскую плату обычного ПК (в связи со сложностью схемы она не прилагается). Блок UART, имеющийся на плате, можно использовать как для того, чтобы управлять проводным СОМ-портом интерфейса RS-232, используя, например, преобразователь напряжения МАХ562, так и для управления ИК-портом, соответствующим стандарту IrDA, используя трансивер CS8130. Внешний вывод PWRDN# микросхемы CS8130 используется для перевода в третье состояние линий RXD и FORM/BSY, что позволит использовать UART. И наоборот, с помощью выводов EN и SHDN# можно перевести в третье состояние выходы R2OUT и R3OUT микросхемы МАХ562, передавая управление UART трансиверу CS8130. В качестве второго примера можно привести схему (также не прилагается) внешнего модуля, который можно подключить к имеющемуся СОМ-порту любого компьютера. Этот модуль очень компактен и расположен в конце метрового кабеля, свободно ориентируемого в пространстве. Более подробно с конкретными реализациями интерфейса IrDA можно в документах, указанных в "списке дополнительных источников"…
Примеры схем IrDA-интерфейса.
Пример организации IrDA-канала c использованием I/O-интерфейса.
I/O - интерфейс. В компьютерных системах для управления периферийными устройствами используется I/O-интерфейс. Интерфейсные микросхемы последних разработок, как правило, могут обеспечивать управление ИК-линией передачи данных и имеют отдельный вывод для подключения ИК приемно-передающего модуля. К таким микросхемам следует отнести следующие чипы:
- PC87334VLJ, PC87334VJG (National Semiconductors);
- FDC37C665IR, FDC37C666IR (SMC).
Пример подобного рода схемы показан на рисунке
UART - универсального асинхронного ресивера-трансивера. В этом случае для создания IrDA-канала используются микросхемы:
- HSDL-7000, HSDL-7001 (Agilent Technologies); - TOIM3000 (Vishay).
RS-232. Во многих схемах бывает необходимо и удобно организовать ИК-связь через последовательный порт RS-232. В этих случаях, для кодировки сигнала в соответствии с IrDA-стандартом, используются два элемента: конвертер уровней RS-232 (например, MAX232, HIN232 и т.п.) и, собственно, микросхема кодировки сигнала: HSDL-7000, HSDL-7001 (Agilent Technologies), TOIM3232 (Vishay). (Рис. 5).
ИК интерфейсы стандарта IrDA уже давно стали атрибутом материнских плат ПК, но только в смысле «электрического разъема». Для того, чтобы ваш ПК действительно «нашел общий язык» с современными принтерами, цифровыми фотокамерами, факсами и другой периферией, предлагается схема конечного звена этого интерфейса (рис.1). Устройство выполнено на современной малопотребляющей ИМС IC1 TFDU6102 (Vishay/Farnell), обеспечивающей обмен данных с потоком до 4 Мбит/с. В ее состав входит фотодиод, ИК-излучатель и КМОП-формирователи.
После инсталляции модуля может потребоваться активировать в BIOS вашего ПК работу UART в режиме IrDA. ОС Windows после этого автоматически инсталлирует необходимый драйвер.
Если требуется только прием IrDA, то предлагается схема простейшего IrDA приемника (рис.2), выполненного на дешевых распространенных элементах. Оно питается прямо от ПК и обеспечивает дальность приема от стандартного IrDA передатчика всего на несколько десятков см, но этого в большинстве случаев оказывается достаточно.
Рис. Принципиальная схема и внешний вид ИК-порта
Подключается ИК-порт непосредственно к материнской плате, в большинсктве случаев распиновка на плате соответствует схеме и описана в документации на плату, в случае не совпадения выводов их легко переставить. После установки необходимо включить в BIOS поддержку инфракрасного порта. ("Chipset Features Setup" -> "UART2 Use Infrared" -> "Enabled"). Если используется операционная система Windows 9X, то она сама установит необходимые для работы драйвера.
Некоторые материнские платы не имеют возможности инвертировать сигнал, для использования совместно с ними можно использовть конвертер: схема в формате Sprint Layout
Выводы:
Главные достоинства ИК-технологии — малая стоимость приемопередающих узлов при относительно большом радиусе действия (до нескольких метров) и низкий уровень энергопотребления. Нельзя также не отметить и тот факт, что стараниями производителей оборудования ИК-интерфейс получил широкое распространение: практически все выпускаемые сегодня модели портативных компьютеров и КПК (а также целый ряд мобильных телефонов) оснащаются встроенным приемопередатчиком инфракрасного интерфейса.
К основным недостаткам ИК-технологии можно отнести необходимость обеспечения прямой видимости между оптическими сенсорами приемника и передатчика, а также ограниченные допуски на угол их отклонения относительно друг друга.
В настоящее время ИК-интерфейс наиболее часто используется для оперативного соединения двух портативных компьютеров, например двух КПК или КПК и ноутбука. Подобная схема хороша для оперативного обмена небольшими объемами данных или в тех случаях, когда под рукой отсутствует интерфейсный кабель. Однако передача файлов большого объема (например, аудиозаписей) таким способом потребует значительных затрат времени из-за относительно невысокой пропускной способности оптического канала.
Еще одним распространенным вариантом использования ИК-интерфейса является подключение КПК или ноутбука к мобильному телефону с поддержкой GPRS. В этом случае мобильный телефон выполняет роль периферийного устройства (GPRS-модема), позволяющего реализовать возможность беспроводного доступа к ресурсам Всемирной паутины через сотовую сеть. Однако в мобильных условиях использование ИК-интерфейса для подобных целей часто связано с рядом неудобств, вызванных описанными выше ограничениями ИК-технологии.
Некоторые производители используют ИК-интерфейс для беспроводного подключения клавиатур и манипуляторов, однако в настоящее время доля подобных устройств в общем объеме беспроводных моделей невелика.
Возможность подключения по ИК-интерфейсу предусмотрена во многих моделях портативных принтеров. Правда, как показывает практика, при печати с компьютера все-таки лучше использовать интерфейсный кабель (это значительно более надежный вариант, да и скорость печати в этом случае будет заметно выше). Однако ИК-порт в принтере будет весьма полезен для печати с мобильных устройств, у которых возможность подключения принтера по кабелю не предусмотрена в принципе (таких, например, как КПК).
Список литературы:
http://www.ixbt.com/peripheral/irda.html
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/interface/irda/start.htm
http://msevm.com/main/irda/index.htm