PROIECT STRUCTURI ELECTRONICE AVANSATE SISTEM DE COMANDĂ ÎN IR UTILIZÂND PLATFORM A ARDUINO Stelian Eduard BICA COORDONATOR ȘTIINȚIFIC dr. ing…. [609234]

1
;kj
UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ, CALCULATOARE ȘI ELECTRONICĂ

DEPARTAMENTUL DE AUTOMATICĂ ȘI ELECTRONICĂ

PROIECT STRUCTURI ELECTRONICE AVANSATE
SISTEM DE COMANDĂ ÎN IR UTILIZÂND PLATFORM A ARDUINO

Stelian Eduard BICA

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC
dr. ing. Cătălin CONSTANTINESCU

Aprilie 2020
CRAIOVA

2
Cuprins

1.Introducere… ……………………………………………………………………………. pag3
2. Radiația infraroșie …………………………………………………………… …………. .pag4
3. Senzorul IR … ……………………………………………………………………… ..…pag5
3.1 Aplicații ale senzorului IR… ………………………………………………… ..pag5
4. Avantajele și dezavantajele senzorului infraroșu… ……………………………… ..….pag10
5. Schema bloc a sistemului de comandă în IR… …………………………… …..……… pag11
5.1 Schema de principiu și funcționarea sistemului de comand ă în IR… ……… ..pag11
5.2 Schema electronică detaliată a sistemului de comandă în IR ……………… …pag12
5.3 Funcționarea sistemului de comandă în IR cu releu și arduino …………… ….pag15
6. Foi de catalog… …………………………………………………………… ……………… pag17
7. Codul sursă…………………………………………………………………………….pag27
Concluzii și interpretări ……………………………………………………… ……………… pag30
Bibliografie ……… ..……………………………………………………………………. ..pag 31

3
1.Introducere
Această lucrare detaliază modul de realizare a sistemului de comandă în IR de acționare a unei lămpi
pentru iluminare printr -o teleco mandă . Domeniul acționărilor IR are o mare aplicabilitate, printre
utilizările acestuia putându -se enumera: sistemele de automatizare a locuințe lor , sisteme de urmă rire
a unei linii, sisteme de măsurare a turației , sisteme de detectare a mișcării (PIR) , sisteme de detectare
a obstacolelor, sisteme de m ăsurare a temperaturii , detectoare de gaz etc. Un senzor cu infraroșu (IR)
este un dispozitiv electronic care măsoară și detectează radiațiile infraroșii în mediul său înconjurător.
Există do uă tipuri de senzori în infraroșu: activ și pasiv. Senzorii cu infraroșu activ emit și detectează
radiații infraroșii. Senz orii IR activi au două părți: un emițător și un receptor. Emiță torul senzorului
este un LED IR (Light Emitting Diode) și detectorul o fotodiod ă IR care este sensibil ă la lumina IR de
aceeași lungime de undă ca cea emisă de LED -ul IR. Când lumina IR cade pe fotodiodă, rezistența și
tensiunea de ieșire se vor modifica proporțional cu mărimea luminii IR primite. Un senzor IR este
compus d in senzorul cu infraroșu propriu -zis și un circuit integrat (pentru a amplifica semnalul
furnizat de către senzor). Când un obiect se apropie de senzor, lumina infraroșie de la LED se reflectă
din obiect și este detectată de receptor. Senzorii IR activi f uncționează ca senzori de proximitate și
sunt folosiți în mod obișnuit în sistemele de detectare a obstacolelor (cum ar fi în roboți). Senzorii cu
infraroșu pasiv (PIR) detectează doar radiațiile infra roșii și nu o emit de la un LED. O al tfel de
clasificar e ar fii c ă cele două tipuri de senzori activi și pasivi pot fii termici și fotonici (timpul de
răspuns și sensibilitatea detectoarelor fotonice pot fi mult mai mari, dar de obicei acestea trebuie
răcite pentru a reduce zgomotul term ic). De obicei, în spectrul infraroșu, toate obiectele radiază o
formă de radiație ter mică (orice obiect care emite căldură peste cinci grade Kelvin, emite radiații
infraroșii ). Aceste tipuri de radiații sun t invizibile pentru ochiul uman (deoarece lungimea de undă
este mai mare decât cea a luminii vizibile deși se află în același spectru electromagnetic) , dar pot fi
detectate de un senzor în infraroșu. Intervalul de frecvență în banda infraroșie este mai mare decât cea
a microundelor și mai mic ă decât lumina vizibilă. În sp ectrul electromagnetic, porțiunea infraroșu este
împărțită în trei regiuni: regiune a în apropiere de infraroșu (700 nm – 1400 nm – senzori IR, fibră
optică ), regiune a infraroșu mijlocie (1400 nm – 3000 nm – Senzor i de căldură ) și regiune a îndepărtat ă
de infraroșu (3000 nm – 1 mm – imagistică termică ). Tehnologia infraroșie se adresează și unei largi
varietăți de aplicații wireless (comunicarea wireless optică se face cu transmisie de date IR pentru
aplicații cu rază scurtă de acțiune. ).
Radiația infraro șie a fost descoperită accidental de un astronom numit William Herchel în 1800. În
timp ce măsura temperatura fiecărei culori a luminii (separată de o prismă), a observat că temperatura
dincolo de lumina roșie era cea mai ridicată. Funcționarea oricărui se nzor în infraroșu este
reglementată de trei legi: Legea radiațiilor Planck, Legea Stephen – Boltzmann și Legea repartiției
spectrale a lui Wien.

4
2. Radiația infraroșie
Radiația infraroșie (IR) uneori numită lumină infraroșie, este radiația electromagnetică (EMR) cu
lungimi de undă mai lungi decât cele ale luminii vizibile. Este în general invizibil ă pentru ochiul
uman, deși lumina infraroșie cu lungimi de undă de până la 1050 nanometri (provenite de la la sere cu
impulsuri speciale) poate fi observat ă de ochiul uman în anumite condiții. Omul poate simți radiația
infraroșie ca și căldură. De la cea mai mare până la cea mai mică frecvență, radiațiile electromagnetice
includ raze gamma, raze X, radiații ultraviolete, lumină vizibilă, radiații infraroșii, microunde și unde
radio. Împreună, aceste tipuri de radiații alcătuiesc spectrul electrom agnetic.
IR variază de la aproximativ 3 gigahertz (GHz) până la aproximativ 400 terahertz (THz), iar lungimile
de undă sunt estimate între 1.000 micrometri (µm) și 760 nanometri ( nm), deși aceste valori nu sunt
definitive, conform NASA. Cea mai mare parte a radiațiilor termice emise de obiecte apropiate de
temperatura camerei , sunt în infraroșu. Ca în cazul tuturor EMR, IR poartă energie radiantă și se
comportă atât ca o undă, cât și ca particulele sale cuantice, fotonul.
Radiația infraroșie este emisă sau absorbită de molecule atunci când își schimbă m ișcările de rotație –
vibrație. Aceasta excită modurile vibraționale dintr -o moleculă printr -o schimbare î n momentul
dipolului, ceea ce o face un interval de frecvență util pentru studiul stări lor energetice a molecule lor
de simetrie corespunzătoare. Echilibrul dintre radiațiile infraroșii absorbite și emise are un efect critic
asupra climatului Pământului. Puțin mai mult de jumătate din energia totală de la Soare a fost găsită în
cele din urmă să sosească pe Păm ânt sub formă de infraroșu. Domeniul s pectrosco piei infraroșii
examinează absorbția și transmiterea foto nilor în domeniul infraroșu.
Radiația infraroșie este utilizată în aplicații industriale, științifice, militare, de aplicare a legii și
medicale. Dispozitivele de viziune de noapte (Night -Vision) care utilizează iluminare activă în
infraroșu permit persoanelor sau animalelor să fie observate fără ca observatorul să fie detectat.
Astronomia infraroșie folosește telescoape echipate cu senzori pentru a pătrunde în regiunile prăfuite
ale spațiului, cum ar fi norii moleculari, pentru a detecta obiecte precum planetele și pentru a vizualiza
obiecte puternic schimbate în roșu din primele zile ale universului. Camerele de imagistică termică cu
infraroșu sunt utilizate pentru a detecta pierderile de căldură în sistemele izolate, pentru a observa
schimbarea fluxului de sânge în piele și pentru a detecta supraîncălzirea aparatului electric. Utilizările
extinse pentru aplicații militare și civile includ achizițio narea țintei, supravegherea, vederea nocturnă,
adăpostirea și urmărirea. Oamenii la temperatura normală a corpului , radiază în principal la lungimi
de undă în jur de 10 μm (micrometri).
Utilizările non -militare includ analiza eficienței termice, moni torizarea mediului, inspecțiile
instalațiilor industriale, detectarea creșterilor, detectarea la distanță a temperaturii, comunicarea fără
fir pe distanțe scurte, spectroscopie și prognoza meteo.

5
3. Senzorul IR
Un dispozitiv care furnizează o ieșire prin detectarea modificărilor în cantități sau evenimente poate fi
definit ca un senzor. În general, senzorii IR produc un semnal electric corespunzător modificărilor
intrărilor. Micile fotochipuri cu o fotocel ulă care sunt folosite pentru a emite și detecta lu mina
infraroșie sunt numite senzori IR. Senzor IR poate fii și un simplu led IR (emițător) care emite evident
lumină IR și un fototranzistor IR (receptor) care recepționează lumina emisă de către led, ambele
aflate foarte apropiate unul de altul (în aceeaș i capsulă,figura 1) sau la distanță . Există diferite tipuri
de senzori IR pentru diverse aplicații și necesități. În viața noastră de zi cu zi ne -am obișnuit să
folosim frecvent diferite tipuri de senzori în sistemele noastre de alimentare, cum ar fi apara te
electrice și el ectronice, sisteme de control a încărcării, automatizare la domiciliu sau automatizări
industriale etc.

Figura 1. Senzor IR
3.1 Aplicații ale senzorului IR
Senzorii IR sunt folosiți într -un domeniu foarte larg în majoritatea echipamentelor de astăzi .
Aplicațiile acestor a au un număr mare deoarece sunt ușor de utilizat, sunt ieftini și sunt ușor de
procurat.
Un exemplu de aplicație utilizat ă foarte des în viața noastră de zi cu zi este telecomanda pentru TV și
nu numai. Majoritatea dispozitivelor gospodărești utilizează o telecomandă de ac ționare . De la
sistemul audio pentru sonorizare , DVD -Player , proiector , lumini până la sistemul de aer condiționat ,
jaluzele le electrice sau deschiderea automate a ușii de la garaj. Multe dispozitive încorporate folosesc
telecomenzi IR și RF de mână. Televizoarele și radiourile au de regulă telecomandă infraroșu (IR).
Deoarece aceste dispozitive sunt utilizate în produse de consum fabricate în masă, piese le sunt
disponibile pe scară largă și relativ ieftine.
O altă aplicație IR intereseantă (Figura2) și utilă este pornirea automată a TV -ului (care se află în
spatele unei uși de mobilier, acționată de un motor prin telecomandă) atunci când ușa de la mobilier

6
este deschisă și oprirea TV -ului când ușa este închisă. Când ușa este închisă , lumina ambientală este
blocată iar lumina furnizată de emițătorul IR este reflectată în ușă spre receptor ul IR și TV -ul nu este
alimentat cu tensiune (starea OFF). Când ușa este deschisă, lumina furnizată de emițătorul IR evident
că nu se mai reflectă iar lumina ambientală cade pe supr afața senzorului IR (mai exact pe receptorul
senzorului IR) și TV-ul este alimentat cu tensiune (starea O N).

Figura 2. Ilustrarea aplicației cu ON/OFF automat a TV -ului
Numărător cu senzor IR
Aceasta utilizează metoda incidenței directă pentru a număra elementele. Radiația constantă se
menține între emițător și receptor. Imediat ce obiectul reduce radiația, elementul este detectat și
numărul este crescut. Același număr este afișat și pe sistemul de afișare. Numă rătorul se poate utiliza
în mediul industrial pentru a număra piesele care trec pe o bandă transportoare. Un alt exemplu ar fii
utilizarea numărătorului IR pentru a contoriza persoanele care intră într -o locație anume.

Figura 3. Numărător cu senzor IR utilizat pentru a contoriza obiecte sau persoane

7
Alarmă antiefractie cu senzor IR
Aceasta este o aplicație utilizată pe scară largă și frecvent regăsită în gospodăriile și locuințele
oamenilor. Alarma IR utilizează ca și numărător ul IR, metoda incidenței directe. Funcționează similar
cu numărătorul IR de pers oane prezentat anterior , unde transmițătorul și receptorul sunt ținute pe
ambele părți ale cadrului ușii. Radiația constantă este menți nută între emițător și receptor și de fie care
dată când se schimb ă, se află o persoană în raza de acțiune a senzorului și se declanșează alarma.
Termometre de radiații
Este una dintre aplicațiil e cheie ale senzorilor cu infraroșu . Funcționarea termometrului de radiație
depinde de temperatură și tipul obiectului. Au un răspuns mai rapid și realizează măsurători ușoare ale
modelului. Termometrele de radiații pot face măsurători fără conta ctul direct cu obiectul .

Figura 4. Termometru IR
Detectarea corpului uman
Această aplicație este utilizată în detecția de intruziune, întrerupătoare automate de lumină etc.
Sistemul de alarmă de intruziune detectează temperatura corpului uman. Dacă temperatura este mai

8
mare decât valoarea pragului prestabilit, luminile se aprind. Aplica ția u tilizează un sistem
electromagnetic care protejează corpul uman de radiațiile dăunătoare nedorite.

Figura 5. Detectarea corpului uman pentru iluminare a automată a încăperii
Sursa: https://pawfriendsshop.com/product/paw -light -ir-infrared -motion -detector -sensor -night –
light -lamp -10leds -step -lights/
Analizoa re de gaze
Analizoarele de gaze sunt utilizate pentru a măsura densitatea gazului dintr -o încăpere prin utilizarea
proprietăților de absorbție a gazului în regiunea IR. Sunt disponibile tipuri de analizatoare de gaze
dispersive și non -dispersive.

Figura 6. Detector de gaz cu senzor IR
Sursa: http://www.k2bw.com/5_c_18.htm

9
Aparate de măsurare a temperaturii obiectelor în întregime, cu senzori IR
Acest tip de aparate se prezintă sub for mă de camere IR și utilizează un senzor IR care detectează
radiația infraroșie emisă de către obiecte, adică căldura emanată de acestea. Sunt foarte utile în
aplicații care necesită măsurarea temperaturii unor componente de pe un PCB, măsurarea temperaturi i
unor obiecte anume sau detectarea cablurilor de tensiune din spatele unui perete pentru a nu le
străpunge dacă se intenționează montarea anumitor elemente pe perete care necesită șurub.

Figura 7. Imagine demonstrativă a unui aparat de m ăsurare a temperaturii sau detectare a obiectelor
Bateri i sanitare cu senzori IR
Pentru a ușura viața omului, acum ceva timp au apărut fel și fel de elemente gospodărești cu senzori
IR. Bateriile sanitare au fost și rămân mult mai economice și igienice față de bateriile clasice . De ce?
Pentru că în primul rând omul nu mai are contact direct cu robinetul în sine. Este suficient ca omul să
plaseze mâinile sub robinet pentru a porni apa. Sunt destule scenarii în care un om poate căpăta o
boală sau infecție datorată contaclului direct cu un robinet murdar și care nu este dezinfectat
corespunzător. Bateria sanitară cu senzor IR este mult mai eficien tă în ceea ce presupune consumul de
apă deoarece la robinetul clasic , multe persoane lasă apa să cur gă atunci când de multe ori nu este

10
chiar nevoie de anumite cantități de apă pentru că mulți evită să opreasă și să repornească apa de n ori
din comoditate.

Figura 8. Baterie sanitar ă cu senzor IR
Alte aplicații
Senzorii IR sunt folosiți și în dispozitive de imagistică IR, contoare de putere optică, dispozitive de
sortare, ghidare de rachete, te ledetecție, monitoarizarea flacărilor , analizoare de umiditate, dispozitive
de vedere nocturnă, astronomie , siguranța căilor ferate , elect rocasnice etc.

4. Avantajele și dezavantajele senzorului infraroșu
Avantajele senzorului infraroșu sunt:
 Consumul redus de energie îi fac potriviti pentru majoritatea dispozitivelor electronice, cum
ar fi laptopuri, telefoane, PDA;
 Sunt capabili să detecteze mișcarea în prezența / absența luminii aproape cu aceeași
fiabilitate;
 Nu necesită contac t cu obiectul pentru detectare;
 Nu există scurgeri de date din cauza radiației IR a direcționalității fasciculului;
 Nu sunt af ectate de coroziune sau oxi dare;
 Au imunitate la zgomot foarte puternică.

11
Dezavantajele senzorului infraroșu sunt:
 Linia de vedere necesară;
 Devine blocat sau distorsionat de obiecte IR comune , aflate în apropierea lui ;
 Rază de acțiune limitată ;
 Poate fi afectat de condițiile de med iu, cum ar fi ploaia, ceața, praful, poluarea;
 Rata de transmitere a datelor este lentă.
5. Schema bloc a sistemului de comandă în IR
Un sistem de comandă în infraroșu reprezintă un circuit electronic care conține un emițător IR , un
receptor IR , un modul de acționare (modul cu releu în cazul de față) și un microcontroler.
Emițătorul IR (telecomanda IR în cazul de față) transmit e un semnal de comandă către receptor ul IR.
Receptorul la rândul lui transmite un semnal către microcontroler pentru a -l interpreta și a decide dacă
acționează în cazul de față modulul cu releu sau nu. După cum se observă în figura 2 de mai jos,
lampa pentru iluminare este conectată direct la modulul cu releu care se aprinde odată cu acționarea
releului de c ătre microcontroler (atunci când a primit semnalul de comandă furnizat de către
receptorul IR) .

Figura 9. Schema bloc a sistemului

5.1 Schema de principiu și funcționarea sistemului de coma ndă în IR
În cuvintele ce urmează o să se evidențieze componentele schemei de princiupiu a sistemului de
comandă în IR cu pricina și cum funcționează . Emițătorul IR este parte componentă a unei
telecomenzi cu mai multe butoane. Butoanele componente se pot configura din cod ul încărcat în
memoria microcontroler -ului pentru a aprinde respectiv stinge lampa de iluminat alimentată direct de
la rețeaua de ~230V. Să zicem că dintre toate butoanele componente ale telecomenzii, doar două sunt
active iar restul sunt inactive. Cele două sunt configurate astfel : butonul 1 să transmită un semnal de
aprindere a lămpii iar celălat (butonul 2) să transmită un semnal de stingere a lămpii. În momentul în
care butonul 1 (de aprindere a lămpii pentru iluminat) este acționat de către utilizator, em itătorul IR
genereaz ă un semnal c e comandă cu frecvența de 38 KHz, evident în spectrul IR, care călătorește spre
receptorul IR. În momentul în care semnalul furnizat de către emițător este recepționat de către
receptor , acesta din urmă frunizează la rândul lui un semnal de comandă către m icrocontroler. Pentru

12
a aprinde lampa s -a folosit un modul de comandă cu releu al cărui pin de comandă este conectat la
microcontroler. Microcontroler -ul interpretează semnalul ca fiind semnal de ON sau pornire a lămpii
deoarece a fost apăsat butonul 1 și generează mai depare un semnal de comandă către modulul cu
releu care în momentul în care primește semnalul pe pinul de comandă închide contactele releului și
lampa de iluminat este alimentată cu tensiune . Schema de princiupiu este prezentată în figura 2 ș i
prezintă aspectul real al componentelor utilizate în sistemul IR cu pricina.

Figura 10. Schema de principiu a sistemului de command ă în IR
5.2 Schema electronică detaliată a sistemului de comandă în IR

Figura 11. Schema electronică a sistemulu i în IR

13
Componentele IR ale circuitului electronic functionează la frecvența de 38KHz (emițătorul respectiv
receptorul IR). În mod tipic pentru aplicațiile IR, frecvența utilizată este în intervalul 30 -60Khz,
38Khz fiind frecvența purtătoare i pentru sistemul de comandă de față. Pentru ca sistemul să nu
interfereze cu alte dispozitive IR din apropierea lui, semnalul furnizat de către emițător (cu frecvența
de 38KHz ) nu este transmis continu u ci în impulsuri . Modulele cu senzor IR au un filtru de bandă
încorporat pentru a demodula și recupera semnalul original. Există câteva balasturi electronice din
prima generație pentru lumini fluorescente care operează această gamă care pot provoca interferențe
cu telecomenzile IR, dar în cele mai multe cazuri funcționează bine. Întrucât lumina solară și
iluminar ea camerei ambientale interferează cu orice senzor IR, semnalul modulează (adică se
activează și se oprește) un semnal de purtător d e înaltă frecvență. Aceasta se numește modulare în
amplitudine (ASK). Înseamnă că emițătorul IR trebuie să fie modulat.
Componentele utilizate, din circuitul sistemului de comandă, sunt THD. Majoritatea se găsesc și sub
formă SMD pentru un PCB de dimensiu ni mai mici.
Emițătorul IR utilizat este TSAL4400 (940 nm) împreună cu două butoane push. Unul reprezintă
starea ON a lămpii iar celălalt starea OFF. Acestea împreună înlocuiesc telecomanda din subcapitolul
5.1.

Figura 12. Emițător IR TSAL4400 / “Push Button”
Receptorul IR utilizat este TSOP4838. Acesta este un receptor IR de 38KHz care prezintă filtre stop
bandă pentru a lăsa doar frecvența de 38KHz să treacă și circuite integrate pentru demodularea
semnalului furnizat de către emițător cât și amplificarea acestuia, toate acestea fiind încapsulate în
receptor.

Figura 13. Receptor IR T SOP4838

14
Pentru siguranță și pentru a izola galvanic microcontrolerul (care utilizează 5V) de partea de acționare
cu releu (care utilizează 230V AC ) s-a utilizat un optocuplor PC817.

Figura 14. Optocuplor PC817 THD /SMD
Dioda 1N4148 este o diodă rapidă pentru protecția tranzistorului de comandă 2N2222. Dioda elimină
vârfurile de tensiune parazite ( “VOLTAGE SPIKE”) genereate de către bobina releului.

Figura 15. Diod ă rapidă 1N4148 / 2N2222
Sursa: https://www.componentsinfo.com/1n4148 -diode -pinout -equivalent/
Releul folosit este SRD -05VDC -SL-C care suportă o tensiune de până la 250V AC și un curent de
10A, suficiente pentru sistemul de comandă în IR cu pricina .

Figura 16. Releu SRD -05VDC -SL-C

15
Pentru a simplifica schema electronică releul se găsește și în varianta modul care prezintă deja dioda
de protecție 1N4148 și tranzistorul de comandă 2N2222. Ba chiar are în plus un conector CON 3 cu
șurub pentru o montare ușoară a lămpii cât și două led -uri , roșu respectiv verde, care semnifică starea
contactelor releului (închis sau deschis). Toate componentele modului, neincluzând releul, evident
conectorul și led -urile de stare, sunt SMD ceea ce semnifică o dimensiune mică a mod ulului cât și
consum redus de energie.

Figura 17. Modul releu SRD -05VDC -SL-C
Lampa pentru iluminare este una cu led E27 introdusă într -un soclu (dulie) de ebonită, evident E27,
cu interior ceramic pentru a preveni electrocutarea și pentru un montaj ușor a lămpii. Lampa este
alimentată prin intermediul releului de comandă cu tensiunea de 230V AC furnizată de către o priză
casnică .

Figura 18. Lampă de iluminat E27 cu soclu de ebonite
5.3 Funcționarea sistemului de comandă în IR cu releu și arduino
Butoanele push SW1 respectiv SW2 sunt conectate la pinii digitali D2 respectiv D3 ai
microcontrol ler-ului din componența arduino -ului, inițializați din cod ca intrare . Aceștia prezintă
rezistențe “PULL UP ”. În momentul în care este apăsat butonul push SW1, datorită microcontrol ler-
ului deja programat, pe pinul D2 se sesizează o schimbare de stare, adică „PULL DOWN ”. Când
starea (trecerea de la 5V la GND) de pe pinul D2 a fost sesizat ă, microcontroller -ul furnizeaz ă mai
departe un semnal PWM de comandă de 38KHz și DUTY CYCLE de 15% pe pinul D5 inițializat din
cod c a ieșire, la care este conectat emițătorul IR. În acest moment, emițătorul generează impulsuri de

16
lumină IR cu frecvența de 38KHz . Când emițătorul IR se află în raza de acțiune a receptorului IR, este
clar că impulsurile emițătorului sunt recepționate de c ătre receptorul IR. În momentul în care
receptorul a recepționat impulsurile de semnal cu frecvența de 38KHz acesta le amplifică, decodifică
și generează un semnal pe pinul lui de ieșire (pinul 1 OUT) . Receptorul IR fiind conectat la pinul D11
(al arduino -ului ) evident că semnalul generat de acesta este interpretat de arduino deoarece pinul D11
este inițializat ca intrare. Microcontroller -ul interpretează că a fost apăsat SW1 și furnizează un
semnal de comandă pe pinul D8 (cu alte cuvinte furnizează 5V sau pune D8 în HIGH deoarece starea
lui inițială era LOW) către optocuplorul PC817. Odată ce este generată tensiunea de 5V de la pinul
D8, led -ul IR din interiorul optocuplorului se aprinde și deschide fototranzistorul IR de pe partea
opusă. Astfel tranzistorul de comandă Q1 se deschide alimentând bobina releului. Când bobina
releului este alimentată, produce un câmp electromagnetic care face ca și contactele normal deschise
(7 și 14 din schemă) ale releului să se închidă. Odată ce contactele s -au închis, tensiunea de la priză
alimentează direct lampa de iluminat fapt ce duce la aprinderea acesteia.
În momentul în care este apăsat butonul push SW2, microcontroller -ul sesizează pe pinul D3 o
schimbare de stare (interpretează că a fost apăsat butonul push SW2) furnizând un semnal PWM de
comandă pe pinul D5 către emițătorul IR. Se reiau pașii anteriori cu mențiunea că de data aceasta, pe
pinul D8 nu se mai furnizează tensiunea de 5V. Automat optocuplorul nu se mai deschide, tranzis torul
de comandă Q1 la fel (ne mai alimentând bobina) iar releul își deschide contactele normal deschise.
Evident că în acest moment lampa nu mai este alimentată cu tensiune și se stinge.
Dacă se ut ilizează o telecomandă IR în locul butoanelor SW1 respecti v SW2 trebuie să ținem cont de
codul utilizat de telecomandă. Producătorii de televizoare au implementat diferite coduri și modalități
de comunicare între TV și telecomand a TV-ului. Astfel, pentru fiecare buton al telecomenzii produse
de către aceștia, exi să un cod unic și characteristic al butonului . Acest lucru a dus la faptul că
utilizatorii aveau mai mult de o singură telecomandă pentru fiecare TV în parte , dacă televizoarele
erau de la diferiți producători .

Figura 19. Codul IR Phillips 36KHz și codul IR Nec la 38KHz

17
6. Foi de catalog

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27
7. Codul sursă
Codul sursă prezentat mai jos este pentru sistemul de comandă în IR de la subcapitolul 5.1
#include <IRremote.h>
int RECV_PIN = 11;
int relay = 8;
long on1 = 0x00FF6897;
long off1 = 0x00FF9867;
long on2 = 0x00FFB04F;
long off2 = 0x00FF30CF;
long on3 = 0x00FF18E7;
long off3 = 0x00FF7A85;
long on4 = 0x00FF10EF;
long off4 = 0x00FF38C7;
long on5 = 0x00FF5AA5;
long off5 = 0x00FF42BD;
long on6 = 0x00FF4AB5;
long off6 = 0x00FF52AD;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
// Dumps out the decode_results structure.
// Call this after IRre cv::decode()
// void * to work around compiler issue
//void dump(void *v) {
// decode_results *results = (decode_results *)v
void dump(decode_results *results) {
int count = results ->rawlen;
if (results ->decode_type == UNKNOWN)
{

28
Serial.prin tln("Could not decode message");
}
else
{
if (results ->decode_type == NEC)
{
Serial.print("Decoded NEC: ");
}
else if (results ->decode_type == SONY)
{
Serial.print("Decoded SONY: ");
}
else if (results ->decode_type == RC5)
{
Serial.print("Decoded RC5: ");
}
else if (results ->decode_type == RC6)
{
Serial.print("Decoded RC6: ");
}
Serial.print(results ->value, HEX);
Serial.print(" ( ");
Serial.print(results ->bits, DEC);
Serial.println(" bits)"); }
Serial.print("Raw (");
Serial.print(count, DEC);
Serial.print("): ");
for (int i = 0; i < count; i++)

29
{
if ((i % 2) == 1) {
Serial.print(results ->rawbuf[i]*USECPERTICK, DEC);
}
else
{
Serial.print( -(int)results ->rawbuf[i]*USECPERTICK, DEC);
}
Serial.print(" ");
}
Serial.println("");
}
void setup()
{
pinMode(RECV_PIN, INPU T);
digitalWrite(13, HIGH); //Set Pin13 High
pinMode(relay, OUTPUT); //Set Pin8 as output
pinMode(13, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
irrecv.enableIRIn(); // Start the receiver
}
int on = 0;
unsigned long last = millis();

void loop()
{
if (irrecv.decode(&results))
{

30
//Serial.println(results.value, HEX); //arata codul butonului
// If it's been at least 1/4 second since the last
// IR received, toggle the relay
if (millis() – last > 250)
{
on = !on;
// digitalWrite(8, on ? HIGH : LOW);
digitalWrite(13, on ? HIGH : LOW);
dump(&results);
}
if (results.value == on1 ){
digitalWrite(relay, HIGH);}
if (results.value == off1 )
digitalWrite(relay, LOW);

last = millis();
irrecv.resu me(); // Receive the next value }
}
Concluzii și interpretări

În concluzie c u ajutorul sistemelor de comandă în IR se pot realiza o mulțime de aplicații care satisfac
anumite cerințe ale omului pentru a -i ușura viața. Senzorii IR sunt accesibili, eficienți, ușor de furnizat
și de utilizat.
În ziua de azi mai toți oamenii au în locuințele lor un TV, un aer condiționat, un sistem audio, o
bateri e sanitară, un sistem de lumini RGB și toate acestea utilizează senzori cu lumin ă infraroșie.
Este de remarcat câte aplicații în IR au apărut de -a lungul timpului și cum a evoluat lumea utilizându –
le. Absența senzorilor IR s -ar simți dramatic și drastic în zilele noastre . De ce? Deoarece mai toate
dispozitivele gospodărești (TV, DVD Player, AC, Alarma antiefracție etc.. ) din jurul nostru folosesc
o telecomandă IR de acționare, care prezintă evident cu senzor în lumină infraroșie.
Prin intermediul senzorilor IR viața omului este mai ușoară, mai bună și mai sigură!

31
Bibliografie

https://www.teachmemicro.com/arduino -relay -module -tutorial/
https://en.wikipedia.org/wiki/Infrared
https://www.livescience.com/50260 -infrared -radiation.html
https://os.mbed.com/users/4180_1/notebook/ir -and-rf-remote -controls/

https://www.elprocus.com/infrared -ir-sensor -circuit -and-working/
https://www.elprocus.com/types -of-sensors -with-circuits/
https://electricalfundablog.com/infrared -sensor/