리모콘 수광모듈이란?
리모컨 수광모듈은 TV 등 AV기기를 비롯해 다양한 상황에서 기기를 제어하기 위해 사용되는 리모컨 송신기의 광신호를 수신하는 장치입니다.
구체적으로는 리모컨 송신기로부터 광신호를 수신하여 이를 전기 신호로 변환하는 동시에 신호를 증폭하여 디지털 신호로 변환합니다. 이 신호를 출력으로 하여 후단에 내장된 기기 제어용 마이크로 컴퓨터 등에 신호를 송출합니다.
리모콘 수광모듈의 사용 용도
리모컨 수광모듈은 리모컨 송신기와 쌍으로 사용되며, 가전제품이나 음향기기 등에도 폭넓게 사용되고 있습니다. 대표적인 용도는 TV, 블루레이 및 HDD 레코더, 플레이어 등 AV기기와 AV 콤포넌트 등 오디오 기기를 비롯해 에어컨, 조명기구 등 가전제품입니다.
일반적인 TV의 경우, 전원 켜기/끄기, 볼륨 조절, 채널 선택, 입력 전환, 메뉴 표시 및 선택 등 기기가 가지고 있는 거의 모든 기능을 리모컨 송신기로 제어할 수 있습니다. 따라서 이러한 기능을 송신기로부터 받은 신호를 바탕으로 TV 본체의 제어용 마이컴에 신호를 출력하기 위해 리모컨 수광모듈에서 빛에서 전기적 신호로 변환하는 역할을 합니다.
리모콘 수광모듈의 원리
리모콘 수광모듈의 원리는 리모콘 송신기로부터 전송되는 변조된 광신호를 수신하여 복조 동작 후 후단의 마이컴에 제어 신호를 전달하기 위해 수신된 광신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 기능을 가지고 있다는 점에 있습니다.
리모컨 수광 유닛에 조사되는 빛의 파장은 일반적으로 940nm 또는 960nm의 근적외선입니다. 리모컨 송신기는 리모컨의 배터리 수명을 늘리기 위해 신호가 켜져 있는 기간을 몇 퍼센트로 줄이기 위해 원래의 신호를 37.9KHz로 변조하여 전송합니다. 리모컨 수광 모듈에서 수신하는 것은 이 변조된 빛입니다.
리모컨 수광모듈은 수광소자에서 수신한 후 이 신호를 증폭하여 37.9KHz의 변조파를 다시 복조하여 3~6V 정도의 디지털 신호로 출력합니다. 이는 후단에 연결되는 마이크로컴퓨터 등의 전원 전압의 동작 전압을 맞추기 위함입니다. 리모컨 신호를 수신한 마이크로 컴퓨터는 신호의 내용을 분석하고 그 결과에 따라 기기를 제어합니다.
리모컨 신호에 사용되는 데이터 포맷은 여러 종류가 있습니다. 모든 포맷은 비슷한 빛의 파장과 변조 주파수를 사용하지만, 데이터 구조가 다르기 때문에 서로의 신호가 간섭하여 오작동하지 않도록 배려하고 있습니다.
리모컨 수광 모듈의 특징
리모콘 수광모듈의 특징으로 꼽히는 항목에는 EIAJ에서 규정한 밴드Ⅰ에 대응하는 수신회로를 지칭하는 경우가 많지만, 밴드Ⅲ에 대응하는 것을 포함하는 경우도 있다. 리모컨 송신기에서 보내오는 근적외선 변조광을 수광하는 포토 다이오드의 출력은 원거리 또는 벽의 반사광을 검출하는 경우에는 미약한 신호가 되지만, 기기의 근거리에서 조작하는 경우에는 매우 큰 신호가 됩니다.
따라서 그 신호를 받는 증폭 회로에는 80dB 이상의 넓은 다이내믹 레인지가 요구되며, 이를 실현하는 것이 내장된 AGC입니다. 조명기구가 발산하는 빛을 받으면 그것이 노이즈로서 악영향을 미치기 때문에 포토 다이오드는 가시광선 차단 특성(근적외선은 투과)을 가진 수지로 덮여 있어 조명기구의 빛의 영향을 제거할 수 있습니다.
또한, 고주파로 깜빡이는 인버터 형광등의 영향을 피하기 위해 가파른 통과 특성을 가진 대역 통과 필터를 적용했다. 또한, 리모콘 수광 모듈의 출력단은 오픈 컬렉터 구성이 일반적이지만, 이는 출력 신호를 받는 프로세서 측의 전원 전압에 맞추기 위한 것으로, 프로세서의 입력 단자에 풀업 저항을 설치하여 신호를 수신합니다.
리모컨 수광 모듈의 기타 정보
1. 리모콘 수광모듈의 노이즈 대책
리모콘 수광모듈이 사용되는 환경에 잡음원(인버터 형광등 등의 외란광 노이즈, 전원 리플, 전원 회로의 전자기 노이즈 등)이 있는 경우, 그 영향으로 리모콘의 수신 거리가 짧아질 수 있습니다. 따라서 이를 피하기 위한 노력이 필요합니다.
전원 리플이나 전원 회로의 노이즈 혼입은 회로 설계상 대응할 수 있지만, 형광등의 영향을 방지하기 위해서는 천장 방향의 빛을 차단하는 등 구조적인 고안이 필요합니다.
2. 리모컨 수광모듈 사용 시 주의사항
리모콘 수광모듈은 매우 높은 게인을 가지고 있기 때문에 노이즈에도 민감하게 반응합니다. 따라서 차폐 케이스가 있는 리모콘 수광모듈이라면 반드시 GND에 연결하는 것이 중요합니다.
일반적인 리모콘 수광모듈은 실내에서 사용하는 것을 전제로 합니다. 실외에서 사용할 경우, 포토다이오드에 햇빛이 들어오면 포토다이오드의 전류 출력이 매우 커져 이를 받아들이는 증폭기 회로가 포화되어 리모컨 송신기의 근적외선을 수신할 수 없게 됩니다.
따라서 야외에서 사용하는 기기(예: 카메라 등 촬영 장비)에서는 태양광에 의한 포화 대책이 적용된 사양의 리모컨 수광 모듈을 채택합니다.