Uradi sam IR prijemnik, obučen. Jednostavan DIY sistem daljinskog upravljanja za IR zrake. Korištenje TSOP-a kao senzora
Fotografija prikazuje sve elemente koji su nam potrebni za sklapanje kruga
2. Otpornik za 1 ohma, i za 300-500 oma (Radi jasnoće postavio sam otpornike za 300 i 500 oma na fotografiji)
3. Trimer otpornik za 47 kom.
4. Tranzistor KT972A ili sličan po struji i strukturi.
5. Možete koristiti bilo koju LED diodu niskog napona.
Shematski dijagram IR kontrolni prijemnik na jednom tranzistoru:
Krenimo da pravimo fotodetektor. Njegov dijagram je preuzet iz jedne referentne knjige. Prvo crtamo ploču trajnim markerom. Ali to možete učiniti čak i visećom instalacijom, ali preporučljivo je to učiniti na PCB-u. Moja tabla izgleda ovako:
Pa, sada, naravno, počnimo sa lemljenjem elemenata. Lemljenje tranzistora:
Zalemite otpornik od 1 kOhm (kilohm) i građevinski otpornik.
I na kraju lemimo posljednji element - ovo je otpornik od 300 - 500 Ohma, postavio sam ga na 300 Ohma. Stavio sam ga na poleđinu štampane ploče, jer mi nije dozvolio da ga stavim na prednju stranu, zbog njegovih mutacionih šapa =)
Čistimo sve četkicom za zube i alkoholom kako bismo isprali ostatak smole. Ako je sve sastavljeno bez grešaka i fotodioda radi ispravno, odmah će proraditi. Video ovog dizajna u akciji možete pogledati u nastavku:
Na snimku je razdaljina mala, jer ste morali istovremeno gledati i u kameru i u daljinski upravljač. Stoga nisam mogao fokusirati smjerove daljinskog upravljača. Ako stavite fotootpornik umjesto fotodiode, on će reagirati na svjetlost, lično sam se uvjerio da je osjetljivost čak i bolja nego u originalnim krugovima fotootpornika. Napajao sam 12V u krug, radi dobro - LED svijetli jako, svjetlina i osjetljivost fotootpornika su podešeni. Trenutno, koristeći ovo kolo, biram elemente kako bih mogao napajati IC prijemnik od 220 volti, a izlaz na sijalicu je također 220V. Posebno hvala na dijagramu koji ste dobili: thehunteronghosts . Materijal obezbedio:
Špijunska i sigurnosna oprema
Radio 1 časopis, 2 broj 1998
Y. VINOGRADOV, Moskva
Kada se polaganje žičanih vodova pokaže nemogućim, a korištenje radija otežano iz ovih ili onih razloga, često se pri kreiranju sigurnosnih sistema okreće infracrvenoj (IR) tehnologiji. Ovaj članak opisuje IR predajnik, koji može napraviti radio amater koji nema mnogo iskustva u projektovanju ovakvih uređaja, Opis IC prijemnika i korisni savjeti Uredništvo planira objaviti informaciju o organiziranju IC komunikacijske linije u jednom od narednih brojeva našeg časopisa.
Velike smetnje u radio kanalima dozvoljene u Rusiji za sigurnosne sisteme (26,945 kHz i 26,960 kHz), lakoća blokiranja, razne administrativne i finansijske prepreke koje nastaju prilikom korištenja radija u uređajima alarmni sustav, prisiljavaju nas da tražimo druga sredstva bežične komunikacije. Sa pojavom poluprovodničkih emitera koji mogu da generišu moćne IC bljeskove, ova mogućnost je postala stvarnost.
Krug IR predajnika
Generator takta koji radi na frekvenciji od 32.768 Hz montiran je na elementima DD1.1 i DD1.2. DD3 je brojač, na čijem izlazu 11 postoje impulsi frekvencije 16 Hz, a na izlazu 14 - 2 Hz. Elementi DD2.1-DD2.4 formiraju prekidač. Na njegovom izlazu (DD2.4) pojavljuju se impulsi sa frekvencijom od 2 ili 16 Hz, ovisno o nivou napona na pinu 5 elementa DD2.1.
U standby modu, sigurnosna petlja je zatvorena i pin 5 DD2.1 je nizak. Visok nivo sa izlaza elementa DD2.2 omogućava prolaz impulsa frekvencije od 2 Hz kroz element DD2.3. Izlaz DD2.1 je također visok, tako da impulsi slijede i kroz element DD2.4. Kada se sigurnosna petlja prekine, na pinu 5 DD2.1 pojavljuje se visoki nivo i impulsi frekvencije od 16 Hz prolaze kroz ovaj element. Izlaz elementa DD2.2 je nizak, pa je prolazak impulsa kroz DD2.3 zabranjen. Izlaz DD2.3 je visok, a impulsi frekvencije od 16 Hz prolaze kroz element DD2.4. Kolo P1C1 eliminiše uticaj smetnji na sigurnosnu petlju.
Diferencijalno kolo R5SZ i elementi DD1.4-DD1.6 formiraju kratke impulse u trajanju od 10 μs iz meandra koji dolaze sa izlaza DD2.4. Struja koja nastaje u kolektorskom kolu tranzistora VT1 pobuđuje IR diodu BI1, a kratki IR bljeskovi se emituju u svemir. Dakle, predajnik uvijek nešto emituje: ili rijetke impulse, ako nema razloga za alarm, ili česte u alarmnom modu.
Najvažniji parametar IC predajnika, kao i bilo kojeg elementa sigurnosne opreme, je njegova efikasnost u standby modu. U tabeli Na slici 1 prikazana je zavisnost struje koju troši predajnik Ipot od napona napajanja Upit. U načinu prijenosa alarmnog signala, Ipot se povećava za približno 10%.
Niska potrošnja energije vam omogućava da umetnete rezervni izvor napajanja direktno u kućište predajnika bez povećanja njegovih dimenzija. To mogu biti, na primjer, šest-voltne baterije GP11A, E11A (prečnik 10,3 i visina 16 mm) ili GP476A, KS28, K28L. (prečnik 13 i visina 25 mm) itd. Trajanje neprekidnog rada sa takvim izvorom će biti nekoliko stotina sati. Prikazano u tabeli. 1, ovisnost struje kroz IR diodu Iimp o naponu napajanja omogućava da se procijeni snaga IR bljeskova koje emituje predajnik i, shodno tome, njegov "domet".
Štampana ploča predajnika je izrađena od dvostranog folijskog fiberglas laminata debljine 1,5 mm. Na sl. 2a prikazuje konfiguraciju provodnika, a na sl. 2b prikazuje raspored dijelova. Folija na strani dijelova (prikazano plavom bojom) se koristi samo kao obična žica. Mesta na kojima su zalemljeni izvodi otpornika, kondenzatora itd. prikazana su kao zacrnjeni kvadrati, a spojevi "uzemljenih" pinova mikrokola ili položaji žičanih kratkospojnika prikazani su kao kvadrati sa svetlim tačkama u centar.
U sredini ploče je izbušena rupa za IR diodu, njeni provodnici su zalemljeni na odgovarajuća proširenja na štampanim provodnicima na preklopu.
Kondenzatori C1, C2, C5 su tipa KM-6 (priključci u jednom smjeru), a SZ - KM-5a (priključci u različitim smjerovima). Elektrolitički kondenzatori C4 i C6 su bilo koje vrste, ali promjer kondenzatora C6 ne bi trebao biti veći od 10 mm. Svi otpornici su MLT-0.125.
Komercijalno dostupne IR diode dizajnirane su za rad u uređajima daljinski upravljač kućni radio uređaji i imaju prilično širok uzorak zračenja - do 25...300. Da biste povećali "domet" takvog emitera, trebate koristiti kondenzatorsko sočivo (slika 3). Ovdje: 1 - štampana ploča; 2 - IR dioda; 3 - kućište predajnika (polistiren otporan na udarce debljine 2...2,5 mm); 4 - isječak standardne petostruke lupe (treba da ima ikonu "x5"); 5 - sočivo. Lupa je zalijepljena na prednji zid kućišta, u kojem je napravljena rupa promjera 30...35 mm. Ljepilo - komadi polistirena otopljenog u rastvaraču 647. Koriste ga i za lijepljenje samog tijela. Uz udaljenost prikazanu na crtežu između osnove lupe i štampana ploča IR dioda se pojavljuje približno u fokusu sočiva, a zračenje odašiljača je komprimirano u uski snop. Ovo uvelike povećava snagu IR signala na drugom kraju komunikacione linije.
Prilikom postavljanja predajnika, morate imati na umu vrlo uski smjer njegovog zračenja - montažna jedinica mora omogućiti precizno nišanjenje predajnika i njegovu krutu fiksaciju u najboljem položaju. Možete koristiti, na primjer, zglobnu glavu od kamere ili filmske kamere, instalirajući je na zid, okvir prozora, itd. Ili možete napraviti ovu jedinicu kao što je prikazano na sl. 4. Jedinica za pričvršćivanje se sastoji od komada bakarne žice prečnika 1,5..2,5 mm sa mesinganim krugovima zalemljenim na krajevima (to mogu biti, na primer, stari novčići od pet kopejki). Jedan od njih je pričvršćen vijcima na bočni zid emitera (navoj je u zidu), drugi je pričvršćen na nosač. Žica je savijena tako da emiter zauzme željeni položaj. Da biste izbjegli značajne vibracije, žica bi trebala biti kraća.
Testovi su pokazali da sa naponom napajanja od 6 V predajnik može pružiti komunikaciju na udaljenosti od 70 m. Ali to nije granica. Zavisnost udaljenosti r od struje Iimp, pod svim ostalim jednakim uvjetima, ima oblik: r = KVIimp gdje je K koeficijent koji uzima u obzir “druge uslove”. Dakle, na Upit = 10 V r = 100 m. Struja u IR diodi može se povećati odabirom otpornika R7: Iimp = (Upit-4)/R7. Ali to se mora učiniti s oprezom: u bilo kojoj kombinaciji Upit i R7, amplituda struje u IR diodi ne bi trebala prelaziti 2 A kako bi se izbjegla oštećenja. Nažalost, maksimalna dozvoljena vrijednost impulsne struje u IR diodama mora se utvrditi eksperimentalno, te informacije po pravilu nisu dostupne u referentnoj literaturi.
Značajno povećanje snage IR impulsa može se postići upotrebom IR diode tipa AL123A i ponovnom izgradnjom "visokostrujnog" dijela pojačala kao što je prikazano na sl. 5. U ovom slučaju može se dobiti impulsna struja Iimp = 10 A - dozvoljeno za IR diodu tipa AL123A. Otpornik R4 je domaće izrade, namotan od žice visokog otpora. Dužina žice se određuje pomoću digitalnog ohmmetra ili prema tablici. 2. Amplituda i oblik struje koja pobuđuje IR diodu kontrolira se spajanjem osciloskopa na otpornik R4. Emisiona glava se može proizvesti kao zasebna jedinica. Štampana ploča moćno pojačalo prikazano na sl. 6. Svi ostali elementi IR emitera mogu biti uključeni elektronski dio sigurnosni sistem kao fragment spojen na IC glavu trožilnim kablom.
Krug IR prijemnika
Šematski dijagram IR prijemnika prikazan je na Sl. 7. DA1 mikrokolo pretvara strujne impulse koji nastaju u fotodiodi BL-1 pod uticajem IC bljeskova u impulse napona. Jednokratni uređaj napravljen na elementima DD1.1 i DD2.1 proširuje ovaj impuls na tf1 = 5 ms (tf1 - R2S5). Jednokratni DD1.3, DD2.3 generiše impuls trajanja tf2= 1,5 s (tf2~ R4S6), omogućavajući nesmetano brojanje impulsa brojačem DD3 samo u ovom vremenskom intervalu. Sastavljen na elementima DD2.5 i DD2.6 generator zvuka.
Prijemnik se aktivira prednjom stranom prvog IC blica. Lansirani su jednokratni DD1.1, DD2.1, kao i jednokratni DD1.3, DD2.3. Istovremeno, kolo DD2.2C7R6 generiše impuls na R ulazu brojača DD3 (njegovo trajanje je tR = 7 μs, tR - R6C7). postavljanje brojača u nulto stanje Čim proradi jednokratni DD1.1, DD2.1, na izlazu elementa DD1.1 pojavljuje se nizak nivo i prvi impuls brojanja stiže na brojač DD3.
Ako fotodetektor prima impulse frekvencije od 2 Hz (s ovom frekvencijom, podsjetimo, IC bljeskovi slijede u stanju pripravnosti), tada izlaz 4 DD3 brojača ostaje nizak, budući da je prednji dio četvrtog impulsa (pojaviće se nakon 0,5 x4 = 2 s - na kraju intervala koji dozvoljava brojanje tf2= 1,5 s) DD3 će se vratiti u stanje prije pokretanja (dijagram 4 na sl. 8).
Prijemnik se drugačije ponaša ako primi IR impulse sa periodom ponavljanja od 62,5 ms, odnosno alarmni signal. Pošto su četiri perioda od po 62,5 ms po 250 ms, što je znatno manje od intervala tf2 = 1,5 s, onda je četvrti puls će pomeriti DD3 brojač u stanje “4” (visok nivo na pinu 5). Brojač u ovom stanju će biti blokiran (zbog niskog nivoa na izlazu DD1.2), HL1 LED će se upaliti i generator zvuka će emitovati isprekidani signal. Ovo će se nastaviti otprilike 1,25 sekundi, nakon čega će uslijediti pauza od 0,25 sekundi i alarm će se ponoviti.
Kada se veza prekine, prijemnik se ponaša drugačije. Ako prijemnik ne otkrije IR bljesak u roku od oko 1,5 s, kondenzator C8 se prazni kroz VD6R11DD2.3 kolo. Tranzistor VT1 ulazi u zasićenje, napon na otporniku R8 raste do napona napajanja, izlaz DD1.4 je postavljen na nizak nivo, a generator zvuka emituje ton frekvencija 1 kHz Pojavom prvog IR bljeska, kondenzator C8 će se brzo napuniti kroz kolo R10VD5, tonski signal će prestati i prijemnik će početi analizirati dolazne signale.
Štampana ploča prijemnika (slika 9) izrađena je od dvostranog folijskog fiberglas laminata debljine
1,5 mm. Foto glava IC prijemnika (fotodioda BL1, mikrokolo DA1 itd.) koja je veoma osetljiva na električne smetnje u širokom opsegu frekvencija mora biti zaštićena.Ekran je od lima, njegovo sečenje je prikazano na sl. 10. Preklopi su prikazani isprekidanim linijama. Savijeni ekran je zalemljen u uglovima i, nakon što je postavljen na željenu poziciju na ploči, zalemljen na njega u dvije ili tri točke.
Izgled IR prijemnik je prikazan na sl. 11. Konstruktivno, prijemnik može biti dizajniran kao što je prikazano na sl. 12. Ovdje: 1 - tijelo prijemnika (crni polistiren debljine 2...215 mm): 2 - držač sedmostruke ručne lupe (odrezana ručka); 3 - njegovo sočivo; 4 - štampana ploča; 5 - fotodioda. Spojnica za lupu je zalijepljena na prednji zid kućišta, koji ima rupu prečnika oko 35 mm (ljepilo su komadi polistirena rastvorenog u rastvaraču 647). Udaljenost između koaksijalne fotodiode i sočiva treba biti blizu žižna daljina sočiva. Ovo će koncentrirati dolazni svjetlosni tok na fotodiodu i značajno povećati osjetljivost fotodetektora na slabe signale.
Kućište mora osigurati prostor za smještaj piezo emitera BF1 i LED HL1. Montažni sklop prijemnika podliježe istim zahtjevima kao i montaža predajnika: mora se osigurati prikladno nišanjenje i pouzdano fiksiranje u najboljem položaju.
Ako se, u skladu sa uslovima komunikacije, IC prijemnik mora postaviti napolje (za komunikaciju, na primer, sa automobilom parkiranim na kraju kuće), onda kako bi se izbeglo bočno svetlo od stranih izvora koji mogu smanjiti osetljivost, objektiv je
Sjenilo objektiva treba povući prema gore. To može biti, na primjer, komad plastične ili metalne cijevi dužine 100...150 mm, pocrnjele iznutra i odgovarajućeg unutrašnjeg prečnika. U tom slučaju moraju se poduzeti mjere za zaštitu cijele konstrukcije od vlage.
Uređaji za upozorenje (piezo emiter, LED) i izvor napajanja su, naravno, ostavljeni u zatvorenom prostoru. Ali u verziji za sve vremenske prilike, bolje je napraviti IR prijemnik iz dva dela: spoljašnjeg, u kome su samo objektiv i foto glava smešteni u vodootporno kućište-haubu, i unutrašnjeg sa svim ostalim . Ovi dijelovi su povezani tankim trožilnim kablom.
Ako je potrebno, prijemnik se može dopuniti akustičnim emiterom veće snage, na primjer, dinamičkom glavom, uključenom kao što je prikazano na sl. 13, ili piezo sirena AST-10 (Sl. 14). Piezo sirena zadržava dovoljnu snagu čak i pri smanjenom naponu napajanja (da bi emitovala nominalnih 110 dB, napon napajanja ove jedinice mora se povećati na 12 V).
Kao što su preliminarni testovi pokazali, dužina IC komunikacione linije sa takvim prijemnikom i odašiljačem dostiže 70 m. Značajno povećanje se može postići prelaskom na podesivu optiku - ako se umesto fiksnih sočiva sa njihovim približnim fokusiranjem koriste sočiva starih koriste se kamere sa fokusom. Ugao divergencije zraka u sočivu IR predajnika, njegov takozvani otvor blende, mora biti najmanje 25...300 duž lopatice IR diode, tada sočivo u potpunosti koristi svoje zračenje. U prijemniku je prečnik sočiva važniji - kako se povećava, povećava se i udaljenost sa koje se može detektovati IR bljesak emitera. "Domet" predajnika može se povećati za još 1,5...2 puta ili više povećanjem svjetline IC blica.
S druge strane, u komunikacijskim linijama ne većim od 20...25 m (automobil ili "školjka" ispod prozora trospratnice, kuće na drugoj strani ulice, itd.) , optika možda uopće neće biti potrebna, barem u IC prijemniku.
Zgodnije je slušati muziku i gledati filmove na računaru ako niste na stolici ispred monitora, već na sofi, i ne morate ustajati da biste je kontrolisali, samo trebate pritisnuti dugme na daljinskom upravljaču. Ali gdje mogu nabaviti daljinski upravljač sa prijemnikom? Možete ga kupiti u trgovini, ali cijena takvog kompleta je prilično visoka. Međutim, na sreću, izrada IR prijemnika za bilo koji daljinski upravljač (skoro) je prilično jednostavna.
trebat će vam:
- IR prijemnik TSOP1738;
- com port kabel;
- otpornici 10 KOhm, 4,7 KOhm;
- silikonska dioda (bilo koja);
- kondenzator 10 uF 16 V;
- žice.
DIY IR prijemnik
TSOP1738 fotodioda na izlazu proizvodi gotove bitove koji se šalju na com port, tako da ne moramo lemiti složena kola pomoću kontrolera.
Kao što vidite, ništa komplikovano. Kolo prijemnika je toliko jednostavno da se može sastaviti pomoću nadstrešnice. Ovaj sklop koristio je diodu KD105G. Kao što možete vidjeti na fotografiji, anoda je označena žutom bojom. Ako koristite drugu diodu, tada morate saznati polaritet iz referentnih knjiga. Također treba paziti na polaritet kondenzatora (negativni terminal je označen na tijelu).
Zadnja strana.
Zalemite drugi kraj žice na konektor com porta.
Da biste smanjili veličinu dijagrama, možete ga pažljivo saviti. Pazite da vodovi i sami dijelovi ne dođu u dodir jedan s drugim, inače će doći do kratkog spoja.
Možete ga napuniti epoksidnom smolom ili, kao u ovom slučaju, plastikom za ljepilo. Ovo će zaštititi uređaj od vanjskih utjecaja.
Jednokanalni prijemni modul sa relejem, koji se pokreće bilo kojim standardnim infracrvenim daljinskim upravljačem, omogućava daljinsko upravljanje bilo kojim opterećenjem preko nevidljivog IR kanala. Projekat je baziran na mikrokontroleru PIC12F683, a TSOP1738 se koristi kao infracrveni prijemnik. Mikrokontroler dekodira RC5 serijske projektne podatke koji dolaze iz TSOP1738 i pruža kontrolu izlaza ako su podaci ispravni. Izlaz se može podesiti na različita željena stanja pomoću kratkospojnika na ploči (J1). Na štampanoj ploči nalaze se 3 LED diode: indikator napajanja, prisutnost prijenosa i aktivacija releja. Ovaj sklop radi sa bilo kojim daljinskim upravljačem RC5 za TV, centar, itd.
Karakteristike kola
- Napajanje prijemnika 7-12V DC
- Potrošnja struje prijemnika do 30 mA
- Domet do 10 metara
- RC5 signalni protokol
- Dimenzije ploče 60 x 30 mm
Iako u U poslednje vreme Postalo je moderno koristiti radio kanal, uključujući Bluetooth, a sami napraviti takvu opremu nije nimalo lako. Osim toga, radio valovi su podložni smetnjama i lako ih je presresti. Stoga će IR signal biti poželjniji u nekim slučajevima. Firmware, crteži štampane ploče i puni opis na engleskom -
Yakorev Sergey
Uvod
Ima ih mnogo na internetu jednostavnih uređaja baziran na kontrolerima iz porodice PIC16F i PIC18F iz Microchipa. Skrećem vam pažnju na prilično složen uređaj. Mislim da će ovaj članak biti koristan svima koji pišu programe za PIC18F, jer možete koristiti izvorni kod programa za kreiranje vlastitog sistema u realnom vremenu. Biće dosta informacija, počevši od teorije i standarda, pa do hardverske i softverske implementacije ovog projekta. Asemblerski izvorni kodovi su opremljeni punim komentarima. Stoga neće biti teško razumjeti program.
Ideja
Kao i uvek, sve počinje sa idejom. Imamo kartu Stavropoljskog kraja. Na karti se nalazi 26 okruga regije. Veličina karte je 2 x 3 m. Potrebno je kontrolisati osvijetljenost odabranih područja. Upravljanje se mora vršiti daljinski preko infracrvenog kontrolnog kanala, u daljem tekstu jednostavno IR ili IR daljinski upravljač. U isto vrijeme, kontrolne komande se moraju prenijeti na PC-bazirani kontrolni server. Kada odaberete područje na karti, upravljački server prikazuje dodatne informacije na monitoru. Koristeći komande sa servera, možete kontrolirati prikaz informacija na karti. Zadatak je postavljen. Na kraju smo dobili ono što vidite na fotografiji. Ali prije nego što je sve ovo realizovano, morali smo proći kroz neke faze i riješiti razne tehničke probleme.
Pogled sa strane ugradnje.
Algoritam rada uređaja
Sa daljinskog upravljača, sistem za kontrolu prikaza informacija ne bi trebao biti teži od odabira programa na TV-u ili postavljanja broja pjesme na CD-u. Odlučeno je uzeti gotov daljinski upravljač sa Philips videorekordera. Odabir broja okruga se postavlja uzastopnim pritiskanjem dugmadi na daljinskom upravljaču “P+”, zatim dva numerička dugmeta za broj okruga, koji završavaju sa “P-”. Kada prvi put odaberete područje, ono je istaknuto (uključuje se LED pozadinsko svjetlo), a kada ga ponovo odaberete, odabir se uklanja.
Protokol za upravljanje karticom sa PC kontrolnog servera.
1. Odlazne komande, tj. komande koje dolaze sa uređaja na PC:
1.1. Kada uključite uređaj, računar dobija komandu: MAP999
1.2. Prilikom uključivanja područja: MAP(broj područja)1
1.3. Prilikom isključivanja područja: MAP(broj područja)0
1.4. Kada je cijela mapa uključena: MAP001
1.5. Prilikom isključivanja cijele karte: MAP000
2. Dolazne komande:
2.1. Omogući cijelu kartu: MAP001
2.2. Isključite cijelu mapu: MAP000
2.3. Uključi područje: MAP(broj područja)1
2.4. Onemogući područje: MAP(broj područja)0
2.5. Primite informacije o uključenim područjima: MAP999 Kao odgovor na ovu naredbu, podaci o svim uključenim područjima se prenose u formatu klauzule 1.2 (kao da se sve uključene oblasti ponovo uključuju).
2.6. Primite informacije o onemogućenim područjima: MAP995 Kao odgovor na ovu naredbu, podaci o svim onemogućenim područjima se prenose u formatu klauzule 1.3 (kao da su sva onemogućena područja ponovo isključena).
Prilikom isključivanja posljednje omogućene oblasti, također treba primiti naredbu „isključi cijelu kartu“.
Prilikom uključivanja posljednje neuključene oblasti treba primiti i naredbu „uključi cijelu kartu“.
Broj područja su ASCII znakovi (0x30-0x39).
Od ideje do realizacije
Predviđajući da bi izrada vlastitog kućišta za daljinski upravljač mogla biti prilično težak problem, odlučeno je uzeti gotov daljinski upravljač sa serijskog uređaja. IR upravljački komandni sistem formata RC5 izabran je kao osnova za IC kontrolni sistem. Trenutno se infracrveni daljinski upravljač (RC) široko koristi za upravljanje različitom opremom. Možda prva vrsta kućne opreme koja je koristila IR daljinski upravljač bili su televizori. Danas je daljinski upravljač dostupan u većini vrsta kućne audio i video opreme. Čak i prenosiv muzički centri U posljednje vrijeme sve su više opremljeni sistemom daljinskog upravljanja. Ali kućanski aparati nisu jedino područje primjene daljinskog upravljanja. Uređaji s daljinskim upravljanjem prilično su rasprostranjeni kako u proizvodnji tako iu naučnim laboratorijama. U svijetu postoji dosta nekompatibilnih IR sistema daljinskog upravljanja. Najrasprostranjeniji sistem je RC-5. Ovaj sistem se koristi u mnogim televizijama, uključujući i domaće. Trenutno različite tvornice proizvode nekoliko modifikacija daljinskih upravljača RC-5, a neki modeli imaju prilično pristojan dizajn. Ovo vam omogućava da dobijete domaći uređaj sa IR daljinskim upravljačem po najnižoj cijeni. Preskačući detalje zašto je baš ovaj sistem izabran, razmotrimo teoriju izgradnje sistema zasnovanog na RC5 formatu.
Teorija
Da biste razumjeli kako kontrolni sistem funkcionira, morate razumjeti kakav je signal na izlazu IR daljinskog upravljača.
RC-5 infracrveni daljinski sistem je razvio Philips za potrebe upravljanja kućnim aparatima. Kada pritisnemo dugme daljinskog upravljača, čip predajnika se aktivira i generiše niz impulsa koji imaju frekvenciju punjenja od 36 KHz. LED diode pretvaraju ove signale u infracrveno zračenje. Emitovani signal prima fotodioda, koja ponovo pretvara IC zračenje u električne impulse. Ovi impulsi se pojačavaju i demodulišu pomoću čipa prijemnika. Oni se zatim unose u dekoder. Dekodiranje se obično vrši u softveru pomoću mikrokontrolera. O tome ćemo detaljno govoriti u odjeljku o dekodiranju. RC5 kod podržava 2048 komandi. Ovi timovi čine 32 grupe (sistema) od po 64 tima. Svaki sistem se koristi za kontrolu određeni uređaj kao što su TV, VCR, itd.
U zoru razvoja IC kontrolnih sistema, generisanje signala se odvijalo u hardveru. U tu svrhu razvijene su specijalizirane IC-ove, a sada se sve više izrađuju daljinski upravljači na bazi mikrokontrolera.
Jedan od najčešćih čipova predajnika je SAA3010 čip. Pogledajmo ukratko njegove karakteristike.
- Napon napajanja - 2 .. 7 V
- Potrošnja struje u stanju pripravnosti - ne više od 10 µA
- Maksimalna izlazna struja - ±10 mA
- Maksimum frekvencija sata- 450 KHz
Strukturna shema SAA3010 čip je prikazan na slici 1.
Slika 1. Blok dijagram SAA3010 IC.
Opis pinova čipa SAA3010 dat je u tabeli:
| Zaključak | Oznaka | Funkcija |
| 1 | X7 | Ulazne linije matrice dugmadi |
| 2 | SSM | Ulaz za odabir načina rada |
| 3-6 | Z0-Z3 | Ulazne linije matrice dugmadi |
| 7 | MDATA | Modulirani izlaz, 1/12 frekvencije šupljine, 25% radnog ciklusa |
| 8 | PODACI | Izlaz |
| 9-13 | DR7-DR3 | Skeniranje izlaza |
| 14 | VSS | zemlja |
| 15-17 | DR2-DR0 | Skeniranje izlaza |
| 18 | O.S.C. | Ulaz generatora |
| 19 | TP2 | Test ulaz 2 |
| 20 | TP1 | Test ulaz 1 |
| 21-27 | X0-X6 | Ulazne linije matrice dugmadi |
| 28 | VDD | Napon napajanja |
Čip odašiljača je osnova daljinskog upravljača. U praksi se isti daljinski upravljač može koristiti za upravljanje više uređaja. Čip odašiljača može adresirati 32 sistema u dva različita načina: kombinovani i pojedinačni sistem. U kombinovanom režimu, prvo se bira sistem, a zatim komanda. Broj odabranog sistema (adresni kod) se pohranjuje u poseban registar i prenosi se komanda vezana za ovaj sistem. Dakle, za prenos bilo koje komande potrebno je uzastopno pritiskanje dva dugmeta. Ovo nije sasvim zgodno i opravdano je samo kada se radi istovremeno sa veliki iznos sistemima U praksi se predajnik češće koristi u režimu jednog sistema. U ovom slučaju, umjesto matrice dugmadi za odabir sistema, montira se kratkospojnik koji određuje broj sistema. U ovom načinu rada, za prijenos bilo koje komande potrebno je pritisnuti samo jedno dugme. Koristeći prekidač, možete raditi sa više sistema. I u ovom slučaju, potrebno je samo jedno pritiskanje dugmeta za prenos komande. Prenesena komanda će se odnositi na sistem u kojem se nalazi dato vrijeme odabrano pomoću radio dugmeta.
Da biste omogućili kombinovani način rada, pin predajnika SSM (Single System Mode) mora biti nisko postavljen. U ovom režimu, IC predajnika radi na sledeći način: Tokom odmora, X i Z linije predajnika se pokreću visoko preko internih tranzistori za povlačenje kanala p-kanala. Kada se pritisne dugme u X-DR ili Z-DR matrici, pokreće se ciklus odbijanja tastature. Ako je dugme zatvoreno 18 ciklusa takta, signal „omogućavanje generatora“ je fiksiran. Na kraju ciklusa odbijanja, DR izlazi se isključuju i započinju dva ciklusa skeniranja, uključujući svaki DR izlaz zauzvrat. Prvi ciklus skeniranja detektuje Z adresu, drugo skeniranje detektuje X adresu. Kada se Z-ulaz (matrica sistema) ili X-ulaz (matrica komandi) detektuje u nultom stanju, adresa se zaključava. Kada pritisnete dugme u sistemskoj matrici, poslednja komanda se prenosi (tj. svi komandni bitovi su jednaki jedan) u izabranom sistemu. Ova komanda se prenosi sve dok se dugme za odabir sistema ne otpusti. Kada se pritisne dugme u komandnoj matrici, komanda se prenosi zajedno sa adresom sistema pohranjenom u registru zasuna. Ako se dugme otpusti prije početka prijenosa, dolazi do resetiranja. Ako je prijenos započeo, onda će bez obzira na stanje gumba biti potpuno završen. Ako se istovremeno pritisne više od jednog dugmeta Z ili X, generator se neće pokrenuti.
Da biste omogućili jednostruki sistemski režim, SSM pin mora biti visok i sistemska adresa mora biti postavljena odgovarajućim kratkospojnikom ili prekidačem. U ovom režimu, X-linije predajnika su u visokom stanju tokom odmora. U isto vrijeme, Z-linije se isključuju kako bi se spriječila potrošnja struje. U prvom od dva ciklusa skeniranja, sistemska adresa je određena i pohranjena u registru zasuna. U drugom ciklusu se određuje broj komande. Ova komanda se šalje zajedno sa adresom sistema pohranjenom u registru zasuna. Ako nema Z-DR kratkospojnika, onda se kodovi ne prenose.
Ako se dugme otpusti između prenosa koda, dolazi do resetovanja. Ako se dugme otpusti tokom postupka odbijanja ili dok se senzor skenira, ali pre nego što se detektuje pritisak na dugme, takođe dolazi do resetovanja. Izlazi DR0 - DR7 imaju otvoreni dren, a tranzistori su otvoreni u mirovanju.
RC-5 kod ima dodatni kontrolni bit koji se invertuje svaki put kada se dugme otpusti. Ovaj bit obavještava dekoder da li se dugme drži pritisnuto ili je došlo do novog pritiska. Kontrolni bit se invertuje tek nakon potpuno završenog prijenosa. Ciklusi skeniranja se izvode prije svakog slanja, pa čak i ako promijenite pritisnutu tipku na drugo tokom slanja paketa, sistemski broj i komande će i dalje biti ispravno preneseni.
OSC pin je 1-pin oscilatorski ulaz/izlaz i dizajniran je za povezivanje keramičkog rezonatora na frekvenciji od 432 KHz. Preporučljivo je spojiti otpornik otpora 6,8 Kom u seriju sa rezonatorom.
Ispitni ulazi TP1 i TP2 moraju biti povezani na masu tokom normalnog rada. Kada je logički nivo na TP1 visok, frekvencija skeniranja se povećava, a kada je logički nivo na TP2 visok, frekvencija registra pomeranja se povećava.
U mirovanju, DATA i MDATA izlazi su u Z-stanju. Pulsna sekvenca koju generiše predajnik na MDATA izlazu ima frekvenciju punjenja od 36 kHz (1/12 frekvencije generatora takta) sa radnim ciklusom od 25%. Ista sekvenca se generiše na DATA izlazu, ali bez dopuna. Ovaj izlaz se koristi kada se čip predajnika ponaša kao kontroler za ugrađenu tastaturu. Signal na DATA izlazu je potpuno identičan signalu na izlazu mikrokola prijemnika daljinskog upravljača (ali za razliku od prijemnika, nema inverziju). Oba ova signala mogu se obraditi istim dekoderom. Korišćenje SAA3010 kao ugrađenog kontrolera tastature je vrlo zgodno u nekim slučajevima, pošto mikrokontroler koristi samo jedan ulaz prekida za ispitivanje matrice od do 64 tastera. Štaviše, mikrokolo predajnika omogućava napajanje naponom od +5 V.
Predajnik generiše 14-bitnu riječ podataka, čiji je format sljedeći:
Slika 2. Format riječi podataka koda RC-5.
Početni bitovi služe za postavljanje AGC-a u IC prijemnika. Kontrolni bit je znak nove štampe. Trajanje sata je 1.778 ms. Sve dok je dugme pritisnuto, reč podataka se prenosi u intervalima od 64 takta, tj. 113,778 ms (slika 2).
Prva dva impulsa su početni impulsi, a oba su logična "1". Imajte na umu da pola bita (prazno) prođe prije nego što primalac odredi stvarni početak poruke.
Prošireni RC5 protokol koristi samo 1 početni bit. S2 bit se transformiše i dodaje 6. bitu naredbe, formirajući ukupno 7 komandnih bitova.
Treći bit je kontrolni bit. Ovaj bit se invertuje svaki put kada se pritisne tipka. Na taj način, prijemnik može razlikovati tipku koja ostaje pritisnuta ili tipku koja se povremeno pritiska.
Sljedećih 5 bitova predstavljaju adresu IC uređaja, koja se šalje s prvim LSB-om. Nakon adrese slijedi 6 komandnih bitova.
Poruka sadrži 14 bita i, zajedno sa pauzom, ima ukupno trajanje od 25,2 ms. Ponekad poruka može biti kraća jer je prva polovina početnog bita S1 ostavljena prazna. A ako je zadnji bit naredbe logička "0", tada je i posljednji dio bita poruke prazan.
Ako tipka ostane pritisnuta, poruka će se ponavljati svakih 114 ms. Kontrolni bit će ostati isti u svim porukama. Ovo je signal za softver prijemnika da to protumači kao funkciju automatskog ponavljanja.
Da bi se osigurala dobra otpornost na buku, koristi se dvofazno kodiranje (slika 3).
Slika 3. Kodiranje "0" i "1" u RC-5 kodu.
Kada koristite RC-5 kod, možda ćete morati izračunati prosječnu potrošnju struje. To je prilično lako učiniti ako koristite sl. 4, koji prikazuje detaljnu strukturu parcele.
Slika 4. Detaljna struktura paketa RC-5.
Kako bi se osiguralo da oprema jednako odgovara na RC-5 komande, kodovi se distribuiraju na vrlo specifičan način. Ova standardizacija omogućava dizajniranje predajnika koji omogućavaju kontrolu razni uređaji. Sa istim kodovima komandi za iste funkcije u različitim uređajima predajnik s relativno malim brojem tipki može istovremeno kontrolirati, na primjer, audio kompleks, TV i videorekorder.
U nastavku su dati brojevi sistema za neke vrste kućne opreme:
0 - Televizija (TV)
2 - Teletekst
3 - Video podaci
4 - Video plejer (VLP)
5 - Video kasetofon (VCR)
8 - Video tjuner (Sat.TV)
9 - Video kamera
16 - Audio pretpojačalo
17 - Tuner
18 - Magnetofon
20 - Kompaktni plejer (CD)
21 - Gramofon (LP)
29 - Osvetljenje
Preostali sistemski brojevi su rezervisani za buduću standardizaciju ili eksperimentalnu upotrebu. Korespondencija nekih komandnih kodova i funkcija je također standardizirana.
Kodovi naredbi za neke funkcije su dati u nastavku:
0-9 - Digitalne vrijednosti 0-9
12 - Režim pripravnosti
15 - Displej
13 - nem
16 - jačina +
17 - volumen -
30 - pretraživanje naprijed
31 - traži natrag
45 - izbacivanje
48 - pauza
50 - premotavanje unazad
51 - brzo naprijed
53 - reprodukcija
54 - stani
55 - ulaz
Da biste napravili kompletan IR daljinski upravljač baziran na čipu predajnika, potreban vam je i LED drajver koji je sposoban da obezbedi veliku impulsnu struju. Moderne LED diode rade u daljinskim upravljačima kada pulsne struje oko 1 A. Vrlo je zgodno izgraditi LED drajver na MOS tranzistoru niskog praga (logičkog nivoa), na primjer, KP505A. Primjer sheme kola daljinskog upravljača prikazan je na Sl. 5.
Slika 5. Šematski dijagram daljinskog upravljača RC-5.
Broj sistema se postavlja kratkospojnikom između pinova Zi i DRj. Broj sistema će biti sljedeći:
Komandni kod koji će se prenijeti kada se pritisne dugme koje zatvara Xi liniju sa DRj linijom izračunava se na sljedeći način:
IR daljinski prijemnik mora oporaviti dvofazno kodirane podatke i mora odgovoriti na velike, brze promjene jačine signala bez obzira na smetnje. Širina impulsa na izlazu prijemnika ne bi trebalo da se razlikuje od nominalne za najviše 10%. Prijemnik mora biti neosjetljiv na konstantno vanjsko svjetlo. Zadovoljiti sve ove zahtjeve je prilično teško. Starije implementacije IR prijemnika za daljinsko upravljanje, čak i one koje koriste specijalizovane čipove, sadržavale su desetine komponenti. Takvi prijemnici su često koristili rezonantna kola podešena na 36 kHz. Sve je to otežavalo izradu i konfiguraciju dizajna i zahtijevalo je korištenje dobrog oklopa. Nedavno su postali široko rasprostranjeni tri-pinski integrirani IR prijemnici za daljinsko upravljanje. U jednom paketu kombinuju fotodiodu, pretpojačalo i drajver. Izlaz generiše običan TTL signal bez dodavanja na 36 KHz, pogodan za dalju obradu od strane mikrokontrolera. Takve prijemnike proizvode mnoge kompanije, a to su SFH-506 iz Siemensa, TFMS5360 iz Temića, ILM5360 iz Integral software-a i drugi. Trenutno postoji više minijaturnih verzija takvih mikro krugova. Budući da pored RC-5 postoje i drugi standardi koji se razlikuju, posebno u frekvenciji punjenja, postoje integrirani prijemnici za različite frekvencije. Za rad sa RC-5 kodom, trebali biste odabrati modele dizajnirane za frekvenciju punjenja od 36 KHz.
Kao IR prijemnik za daljinsko upravljanje, možete koristiti i fotodiodu sa pojačalom za oblikovanje, što može biti specijalizirano mikrokolo KR1568HL2. Dijagram takvog prijemnika prikazan je na slici 6.
Slika 6. Prijemnik baziran na mikrokolu KR1568HL2.
Za sistem upravljanja displejom informacija izabrao sam integrisani IR prijemnik za daljinsko upravljanje. U mikrokolo TSOP1736 ugrađena je visokoosjetljiva PIN fotodioda kao prijemnik optičkog zračenja, signal iz kojeg se dovodi do ulaznog pojačala, koji pretvara izlaznu struju fotodiode u napon. Konvertovani signal ide u pojačalo sa AGC, a zatim u pojasni filter, koji odvaja signale radne frekvencije od 36 kHz od šuma i smetnji. Odabrani signal se dovodi u demodulator koji se sastoji od detektora i integratora. U pauzama između impulsa, AGC sistem se kalibriše. Ovo je kontrolirano kontrolnim krugom. Zahvaljujući ovom dizajnu, mikrokolo ne reagira na kontinuirane smetnje čak ni na radnoj frekvenciji. Aktivni izlazni nivo je nizak. Mikrokrug ne zahtijeva ugradnju bilo kakvih vanjskih elemenata za svoj rad. Sve njegove komponente, uključujući fotodetektor, zaštićene su od vanjskih smetnji unutarnjim električnim ekranom i punjene posebnom plastikom. Ova plastika je filter koji uklanja optičke smetnje u vidljivom opsegu svjetlosti. Zahvaljujući svim ovim mjerama, mikrokolo karakterizira vrlo visoka osjetljivost i niska vjerovatnoća lažnih signala. Ipak, integrirani prijemnici su vrlo osjetljivi na šum napajanja, pa se uvijek preporučuje korištenje filtera, na primjer, RC. Izgled integrisanog fotodetektora i lokacija pinova prikazani su na Sl. 7.
Slika 7. RC-5 integrisani prijemnik.
Dekodiranje RC-5
Pošto je osnova našeg uređaja mikrokontroler PIC18F252, programski ćemo dekodirati RC-5 kod. Algoritmi za prijem RC5 koda koji se nude na mreži uglavnom nisu prikladni za uređaje u realnom vremenu, kao što je naš uređaj. Većina predloženih algoritama koristi softverske petlje za generiranje vremenskih kašnjenja i intervala mjerenja. Ovo nije prikladno za naš slučaj. Odlučeno je da se koriste prekidi na osnovu pada signala na INT ulazu mikrokontrolera PIC18F252, mjerenje vremenskih parametara pomoću TMR0 mikrokontrolera PIC18F252, isti tajmer generiše prekid kada istekne vrijeme čekanja za sljedeći impuls, tj. kada je bila pauza između dva slanja. Demodulirani signal sa izlaza DA1 mikrokola se dovodi na INT0 ulaz mikrokontrolera, u kojem se dešifruje i dešifrovana komanda se izdaje na registri pomaka za upravljanje ključem. Algoritam dešifriranja se zasniva na mjerenju vremenskih intervala između prekida mikrokontrolera PIC18F252. Ako pažljivo pogledate sliku 8, primijetit ćete neke karakteristike. Dakle, ako je interval između prekida mikrokontrolera PIC18F252 bio jednak 2T, gdje je T trajanje jednog RC5 impulsa, tada primljeni bit može biti 0 ili 1. Sve ovisi o tome koji je bit bio prije njega. To je vrlo jasno vidljivo u donjem programu sa detaljnim komentarima. Cijeli projekt je dostupan za preuzimanje i korištenje u lične svrhe. Prilikom ponovnog štampanja potreban je link.
