Es gibt eine Menge Geräte, die über eine Infrarot-Fernbedienung gesteuert werden, aber wie genau funktioniert das eigentlich? Wenn auch Du Dich fragst, was sich hinter den Fernbedienungen verbirgt, dann bist Du hier genau richtig. Wir erklären Dir die Funktionsweise von Infrarot-Fernbedienungen.
Welche Wellenlängen für Infrarot-Fernbedienungen?
IR-Fernbedienungen senden ein Infrarot-Signal aus, das vom Endgerät detektiert und verarbeitet werden muss. Die dafür verwendeten Wellenlängen liegen im nahen Infrarot (780 Nanometer bis 3 Mikrometer), grenzen im elektromagnetischen Spektrum also direkt an das sichtbare rote Licht an. Die Strahlung wird erzeugt von sogenannten Infrarot-Leuchtdioden (IR-LEDs). Diese bestehen aus Halbleitermaterialien wie Galliumarsenid und emittieren je nach Materialzusammensetzung diskrete Wellenlängen im Bereich zwischen 840 und 950 nm. Am weitesten verbreitet sind IR-LEDs mit Wellenlängen von 885 nm und 940 nm.
Arbeiten alle Fernbedienungen mit Infrarot?
Nein. Drahtlose Fernbedienungen können beispielsweise auch mit Schall/Ultraschall arbeiten, oder, was sehr viel häufiger eingesetzt wird, mit Funk. Funk wird beispielsweise bei Garagentoröffnern oder beim Entriegeln von Autos verwendet. Bluetooth ist beispielsweise auch ein Funkstandard. Ein wichtiger Unterschied zwischen Infrarot-Fernbedienungen und den Funkvarianten ist, dass für Infrarot ein Sichtkontakt zwischen der Fernbedienung und dem Endgerät bestehen muss. Hindernisse würden die Infrarot-Strahlung blockieren. Die viel längeren Funkwellen können dagegen die meisten Hindernisse passieren.
Die Signale einer Infrarot-Fernbedienung
Mit der Leuchtdiode werden Signale erzeugt. Die Länge der einzelnen Signalfolgen und der definierten Pausen zwischen ihnen kodieren eine Information, die an das Endgerät übertragen wird (Anschalten, Ausschalten, lauter, leiser, Kanalwahl, etc.). Das ganze Signal wird mit einer Sendefrequenz um 40 kHz aus- und eingeschaltet. Dies wird gemacht, um die Störsicherheit des Empfängers zu verbessern. So lange die Taste der Infrarot-Fernbedienung gedrückt gehalten wird, wird das Signal wiederholt. Es haben sich ein paar Übertragungsprotokolle etabliert, beispielsweise die Verfahren RC-5 und RC-6, die mit einer Trägerfrequenz von 36 kHz arbeiten. Sie wurden von der Firma Philips eingeführt.
Woraus besteht eine Infrarot-Fernbedienung?
Die wichtigsten Bestandteile einer funktionierenden Infrarot-Fernbedienung sind:
- Gehäuse
- Batterie zur Stromversorgung
- Tastenfeld
- Leuchtdiode (IR-LED), die das Signal aussendet
- Steuerschaltung, die für jede Taste einen spezifischen Code erzeugt und auf diese Weise die modulierte Trägerfrequenz an die IR-LED übermittelt
Was macht das Empfangsgerät mit dem Signal der Infrarot-Fernbedienung?
Im Endgerät sitzt der Empfänger, der aus einer Fotodiode, einem Verstärker und einem Demodulator besteht. Die Fotodiode nimmt das IR-Signal auf und wandelt es in ein Stromsignal um. Der auf die Modulationsfrequenz ausgelegte Verstärker verstärkt dieses, bevor es vom Decoder in Steuerungsbefehle für das Endgerät übersetzt wird. Die Empfänger gibt es heutzutage als ICs, in denen alle Funktionen enthalten sind. Zusammen mit der Fotodiode sind diese ICs meist in gefärbten Kunststoffgehäusen assembliert. Durch die Färbung wird das sichtbare Licht ausgefiltert, welches die Sensordiode sonst stören könnte.
Taste drücken und schon läuft’s
In der heutigen durchdigitalisierten Welt sind uns viele Dinge schon fast selbstverständlich geworden. Boomer wissen noch, dass man früher zum Programmwechsel vom Sofa aufstehen musste und am Fernsehgerät einen mechanischen Knopf drücken müsste. Heutzutage unvorstellbar, auch wenn es die ersten serienmäßigen Fernbedienungen schon seit Mitte der 1970er Jahre gibt. Trotzdem bleibt es doch faszinierend, wie Du mit einer Infrarot-Fernbedienung quasi unsichtbar Befehle geben kannst, die das Endgerät dann umsetzt.