Φτιάξτο μόνος σου δέκτης υπερύθρων, εκπαιδεύσιμος. Ένα απλό σύστημα τηλεχειρισμού DIY για ακτίνες IR. Χρήση TSOP ως αισθητήρα
Η φωτογραφία δείχνει όλα τα στοιχεία που χρειαζόμαστε για τη συναρμολόγηση του κυκλώματος
2. Αντίσταση για 1 ohm, και για 300-500 ohms (Για λόγους σαφήνειας, έβαλα αντιστάσεις για 300 και 500 ohm στη φωτογραφία)
3. Αντίσταση κοπής για 47 kom.
4. Τρανζίστορ KT972A ή παρόμοιο σε ρεύμα και δομή.
5. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε LED χαμηλής τάσης.
Σχηματικό διάγραμμαΔέκτης ελέγχου υπερύθρων σε ένα τρανζίστορ:
Ας αρχίσουμε να φτιάχνουμε έναν φωτοανιχνευτή. Το διάγραμμά του ελήφθη από ένα βιβλίο αναφοράς. Αρχικά σχεδιάζουμε τον πίνακα με μόνιμο μαρκαδόρο. Αλλά μπορείτε να το κάνετε αυτό ακόμη και αν κρεμάσετε την εγκατάσταση, αλλά καλό είναι να το κάνετε σε PCB. Ο πίνακας μου μοιάζει με αυτό:
Λοιπόν, τώρα, φυσικά, ας ξεκινήσουμε τη συγκόλληση των στοιχείων. Συγκόλληση τρανζίστορ:
Συγκολλήστε μια αντίσταση 1 kOhm (Kilohm) και μια αντίσταση κατασκευής.
Και, τέλος, κολλάμε το τελευταίο στοιχείο - αυτή είναι μια αντίσταση 300 - 500 Ohm, την έβαλα στα 300 Ohm. Το τοποθέτησα στην πίσω πλευρά της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, γιατί δεν μου επέτρεψε να το τοποθετήσω στην μπροστινή πλευρά, λόγω των μεταλλαγμένων ποδιών του =)
Καθαρίζουμε όλο το πράγμα με μια οδοντόβουρτσα και οινόπνευμα για να ξεπλύνουμε το υπόλοιπο κολοφώνιο. Εάν όλα συναρμολογηθούν χωρίς σφάλματα και η φωτοδίοδος λειτουργεί σωστά, θα λειτουργήσει αμέσως. Ένα βίντεο αυτού του σχεδίου σε δράση μπορείτε να δείτε παρακάτω:
Στο βίντεο η απόσταση είναι μικρή, αφού έπρεπε να κοιτάξεις ταυτόχρονα και την κάμερα και το τηλεχειριστήριο. Επομένως, δεν μπορούσα να εστιάσω τις οδηγίες του τηλεχειριστηρίου. Αν βάλετε φωτοαντίσταση αντί για φωτοδίοδο, θα αντιδράσει στο φως, προσωπικά έχω επιβεβαιώσει ότι η ευαισθησία είναι ακόμα καλύτερη από ό,τι στα αρχικά κυκλώματα φωτοαντίστασης. Έδωσα 12V στο κύκλωμα, λειτουργεί καλά - το LED ανάβει έντονα, η φωτεινότητα και η ευαισθησία της φωτοαντίστασης ρυθμίζονται. Επί του παρόντος, χρησιμοποιώντας αυτό το κύκλωμα, επιλέγω στοιχεία ώστε να μπορώ να τροφοδοτήσω τον δέκτη υπερύθρων από 220 βολτ και η έξοδος στη λάμπα είναι επίσης 220 V. Ιδιαίτερες ευχαριστίες για το παρεχόμενο διάγραμμα: τα κυνηγετικά φαντάσματα . Το υλικό παρέχεται από:
Εξοπλισμός κατασκοπείας και ασφαλείας
Περιοδικό Radio 1, 2 τεύχος 1998
Y. VINOGRADOV, Μόσχα
Όταν η τοποθέτηση συρμάτων αποδεικνύεται αδύνατη και η χρήση ραδιοφώνου είναι δύσκολη για τον ένα ή τον άλλο λόγο, η τεχνολογία υπέρυθρων (IR) χρησιμοποιείται συχνά κατά τη δημιουργία συστημάτων ασφαλείας. Αυτό το άρθρο περιγράφει Πομπός υπερύθρων, το οποίο μπορεί να γίνει από ραδιοερασιτέχνη που δεν έχει μεγάλη εμπειρία στο σχεδιασμό αυτού του είδους συσκευών, Περιγραφή του δέκτη υπερύθρων και χρήσιμες συμβουλέςΟι συντάκτες σχεδιάζουν να δημοσιεύσουν πληροφορίες για την οργάνωση μιας γραμμής επικοινωνίας IR σε ένα από τα επόμενα τεύχη του περιοδικού μας.
Στη Ρωσία επιτρέπονται μεγάλες παρεμβολές σε ραδιοφωνικά κανάλια για συστήματα ασφαλείας (26.945 kHz και 26.960 kHz), ευκολία αποκλεισμού, διάφορα διοικητικά και οικονομικά εμπόδια που προκύπτουν κατά τη χρήση του ραδιοφώνου σε συσκευές ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΣ, μας αναγκάζουν να αναζητήσουμε άλλα μέσα ασύρματης επικοινωνίας. Με την εμφάνιση των εκπομπών ημιαγωγών ικανών να παράγουν ισχυρές λάμψεις υπερύθρων, αυτή η δυνατότητα έχει γίνει πραγματικότητα.
Κύκλωμα πομπού υπερύθρων
Μια γεννήτρια ρολογιού που λειτουργεί σε συχνότητα 32.768 Hz συναρμολογείται στα στοιχεία DD1.1 και DD1.2. Το DD3 είναι ένας μετρητής, στην έξοδο 11 από τον οποίο υπάρχουν παλμοί με συχνότητα 16 Hz και στην έξοδο 14 - 2 Hz. Τα στοιχεία DD2.1-DD2.4 σχηματίζουν έναν διακόπτη. Στην έξοδο του (DD2.4) εμφανίζονται παλμοί με συχνότητα 2 ή 16 Hz, ανάλογα με το επίπεδο τάσης στον ακροδέκτη 5 του στοιχείου DD2.1.
Σε κατάσταση αναμονής, ο βρόχος ασφαλείας είναι κλειστός και η ακίδα 5 του DD2.1 είναι χαμηλή. Ένα υψηλό επίπεδο από την έξοδο του στοιχείου DD2.2 επιτρέπει τη διέλευση παλμών με συχνότητα 2 Hz μέσω του στοιχείου DD2.3. Η έξοδος του DD2.1 είναι επίσης υψηλή, επομένως οι παλμοί ακολουθούν επίσης μέσω του στοιχείου DD2.4. Όταν ο βρόχος ασφαλείας σπάσει, εμφανίζεται ένα υψηλό επίπεδο στον ακροδέκτη 5 του DD2.1 και παλμοί με συχνότητα 16 Hz διέρχονται από αυτό το στοιχείο. Η έξοδος του στοιχείου DD2.2 είναι χαμηλή, επομένως η διέλευση παλμών μέσω της DD2.3 απαγορεύεται. Η έξοδος του DD2.3 είναι υψηλή και παλμοί με συχνότητα 16 Hz διέρχονται από το στοιχείο DD2.4. Το κύκλωμα P1C1 εξαλείφει την επίδραση παρεμβολών στον βρόχο ασφαλείας.
Το διαφορικό κύκλωμα Р5СЗ και τα στοιχεία DD1.4-DD1.6 σχηματίζουν βραχείς παλμούς με διάρκεια 10 μs από τον μαίανδρο που προέρχεται από την έξοδο DD2.4. Το ρεύμα που προκύπτει στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ VT1 διεγείρει τη δίοδο υπερύθρων BI1 και οι σύντομες αναλαμπές υπερύθρων εκπέμπονται στο διάστημα. Έτσι, ο πομπός πάντα εκπέμπει κάτι: είτε σπάνιους παλμούς, αν δεν υπάρχει λόγος συναγερμού, είτε συχνούς σε λειτουργία συναγερμού.
Η πιο σημαντική παράμετρος ενός πομπού υπερύθρων, όπως κάθε στοιχείο του εξοπλισμού ασφαλείας, είναι η απόδοσή του σε κατάσταση αναμονής. Στον πίνακα Το σχήμα 1 δείχνει την εξάρτηση του ρεύματος που καταναλώνει ο πομπός, Ipot, από την τάση τροφοδοσίας Upit. Στη λειτουργία μετάδοσης σήματος συναγερμού, το Ipot αυξάνεται κατά περίπου 10%.
Η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας σάς επιτρέπει να εισάγετε μια εφεδρική πηγή ενέργειας απευθείας στο περίβλημα του πομπού χωρίς να αυξήσετε τις διαστάσεις του. Αυτές θα μπορούσαν να είναι, για παράδειγμα, μπαταρίες έξι βολτ GP11A, E11A (διάμετρος 10,3 και ύψος 16 mm) ή GP476A, KS28, K28L. (διάμετρος 13 και ύψος 25 mm) κλπ. Η διάρκεια συνεχούς λειτουργίας με μια τέτοια πηγή θα είναι αρκετές εκατοντάδες ώρες. Εμφανίζεται στον πίνακα. 1, η εξάρτηση του ρεύματος μέσω της διόδου IR Iimp από την τάση τροφοδοσίας επιτρέπει σε κάποιον να κρίνει την ισχύ των αναλαμπές IR που εκπέμπει ο πομπός και, κατά συνέπεια, το "εύρος" του.
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πομπού είναι κατασκευασμένη από φύλλο υαλοβάμβακα διπλής όψης με πάχος 1,5 mm. Στο Σχ. Το 2α δείχνει τη διαμόρφωση των αγωγών και στο Σχ. Το 2β δείχνει την τοποθέτηση των εξαρτημάτων. Το φύλλο στην πλευρά των εξαρτημάτων (εμφανίζεται με μπλε χρώμα) χρησιμοποιείται μόνο ως κοινό σύρμα. Τα σημεία όπου τα καλώδια των αντιστάσεων, των πυκνωτών κ.λπ. είναι κολλημένα σε αυτό φαίνονται ως μαυρισμένα τετράγωνα και οι συνδέσεις των «γειωμένων» ακίδων των μικροκυκλωμάτων ή οι θέσεις των συρμάτινων βραχυκυκλωτικών φαίνονται ως τετράγωνα με φωτεινές κουκκίδες στο κέντρο.
Στο κέντρο της πλακέτας ανοίγεται μια τρύπα για τη δίοδο IR, οι αγωγοί της συγκολλούνται στις αντίστοιχες διευρύνσεις στους τυπωμένους αγωγούς σε μια επικάλυψη.
Οι πυκνωτές C1, C2, C5 είναι τύπου KM-6 (ακροδέκτες σε μία κατεύθυνση) και SZ - KM-5a (ακροδέκτες σε διαφορετικές κατευθύνσεις). Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές C4 και C6 είναι οποιουδήποτε τύπου, αλλά η διάμετρος του πυκνωτή C6 δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 10 mm. Όλες οι αντιστάσεις είναι MLT-0.125.
Οι διόδους υπερύθρων που διατίθενται στο εμπόριο έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε συσκευές τηλεχειριστήριοοικιακές συσκευές ραδιοφώνου και έχουν αρκετά ευρύ μοτίβο ακτινοβολίας - έως 25...300. Για να αυξήσετε το "εύρος" ενός τέτοιου πομπού, πρέπει να χρησιμοποιήσετε φακό συμπυκνωτή (Εικ. 3). Εδώ: 1 - πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. 2 - δίοδος υπερύθρων. 3 - περίβλημα πομπού (ανθεκτικό σε κρούση πολυστυρένιο πάχους 2...2,5 mm). 4 - κλιπ ενός τυπικού μεγεθυντικού φακού πέντε ωρών (θα πρέπει να έχει ένα εικονίδιο "x5" πάνω του). 5 - φακός. Ο μεγεθυντικός φακός είναι κολλημένος στο μπροστινό τοίχωμα της θήκης, στο οποίο γίνεται μια τρύπα διαμέτρου 30...35 mm. Κόλλα - κομμάτια πολυστυρενίου διαλυμένα σε διαλύτη 647. Το χρησιμοποιούν επίσης για να κολλήσουν το ίδιο το σώμα. Με την απόσταση που υποδεικνύεται στο σχέδιο μεταξύ της βάσης του μεγεθυντικού φακού και πλακέτα τυπωμένου κυκλώματοςΗ δίοδος IR εμφανίζεται περίπου στην εστία του φακού και η ακτινοβολία του πομπού συμπιέζεται σε μια στενή δέσμη. Αυτό αυξάνει σημαντικά την ισχύ του σήματος IR στο άλλο άκρο της γραμμής επικοινωνίας.
Κατά την τοποθέτηση του πομπού, πρέπει να θυμάστε το πολύ στενό μοτίβο κατεύθυνσης της ακτινοβολίας του - η μονάδα στερέωσης πρέπει να επιτρέπει την ακριβή στόχευση του πομπού και την άκαμπτη στερέωσή του στην καλύτερη θέση. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε, για παράδειγμα, μια αρθρωτή κεφαλή από κάμερα ή κινηματογραφική κάμερα, τοποθετώντας την σε τοίχο, πλαίσιο παραθύρου κ.λπ. Ή μπορείτε να φτιάξετε αυτήν τη μονάδα όπως φαίνεται στην Εικ. 4. Η μονάδα στερέωσης αποτελείται από ένα κομμάτι χάλκινου σύρματος διαμέτρου 1,5..2,5 mm με ορειχάλκινους κύκλους συγκολλημένους στα άκρα (αυτοί θα μπορούσαν να είναι, για παράδειγμα, παλιά νομίσματα των πέντε καπίκων). Ένα από αυτά είναι στερεωμένο με βίδες στο πλευρικό τοίχωμα του πομπού (το νήμα βρίσκεται στον τοίχο), το άλλο - στο στήριγμα. Το σύρμα είναι λυγισμένο έτσι ώστε ο πομπός να πάρει την επιθυμητή θέση. Για να αποφύγετε σημαντικούς κραδασμούς, το καλώδιο πρέπει να είναι πιο κοντό.
Οι δοκιμές έδειξαν ότι με τάση τροφοδοσίας 6 V, ο πομπός είναι ικανός να παρέχει επικοινωνία σε απόσταση 70 μ. Αλλά αυτό δεν είναι το όριο. Η εξάρτηση της απόστασης r από το τρέχον Iimp, όλα τα άλλα πράγματα είναι ίσα, έχει τη μορφή: r = KVIimp όπου K είναι ένας συντελεστής που λαμβάνει υπόψη τις «άλλες συνθήκες». Έτσι, σε Upit = 10 V r = 100 m. Το ρεύμα στη δίοδο IR μπορεί να αυξηθεί επιλέγοντας αντίσταση R7: Iimp = (Upit-4)/R7. Αλλά αυτό πρέπει να γίνεται με προσοχή: σε οποιονδήποτε συνδυασμό Upit και R7, το πλάτος ρεύματος στη δίοδο IR δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2 A για να αποφευχθεί η ζημιά. Δυστυχώς, η μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή του ρεύματος παλμού στις διόδους IR πρέπει να καθοριστεί πειραματικά· κατά κανόνα, αυτές οι πληροφορίες δεν είναι διαθέσιμες στη βιβλιογραφία αναφοράς.
Μια σημαντική αύξηση στην ισχύ των παλμών IR μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας μια δίοδο IR τύπου AL123A και ανακατασκευάζοντας το τμήμα «υψηλού ρεύματος» του ενισχυτή όπως φαίνεται στο Σχ. 5. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να ληφθεί παλμικό ρεύμα Iimp = 10 A - επιτρεπτό για δίοδο IR τύπου AL123A. Η αντίσταση R4 είναι σπιτική, τυλιγμένη από σύρμα με υψηλή ειδική αντίσταση. Το μήκος του καλωδίου προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας ψηφιακό ωμόμετρο ή σύμφωνα με τον πίνακα. 2. Το πλάτος και το σχήμα του ρεύματος που διεγείρει τη δίοδο IR ελέγχεται με τη σύνδεση ενός παλμογράφου στην αντίσταση R4. Η κεφαλή εκπομπής μπορεί να κατασκευαστεί ως ξεχωριστή μονάδα. Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος ισχυρός ενισχυτήςφαίνεται στο Σχ. 6. Όλα τα άλλα στοιχεία του πομπού IR μπορούν να συμπεριληφθούν ηλεκτρονικό μέροςσύστημα ασφαλείας ως θραύσμα που συνδέεται με την κεφαλή IR με ένα καλώδιο τριών συρμάτων.
Κύκλωμα δέκτη υπερύθρων
Το σχηματικό διάγραμμα του δέκτη IR φαίνεται στο Σχ. 7. Το μικροκύκλωμα DA1 μετατρέπει τους παλμούς ρεύματος που προκύπτουν στη φωτοδίοδο BL-1 υπό την επίδραση αναλαμπών υπερύθρων σε παλμούς τάσης. Μια συσκευή one-shot κατασκευασμένη στα στοιχεία DD1.1 και DD2.1 επεκτείνει αυτόν τον παλμό σε tф1 = 5 ms (tф1 - R2С5). Μία λήψη DD1.3, DD2.3 δημιουργεί έναν παλμό με διάρκεια tф2= 1,5 s (tф2~ R4С6), επιτρέποντας την απρόσκοπτη μέτρηση των παλμών από τον μετρητή DD3 μόνο σε αυτό το χρονικό διάστημα. Συναρμολογημένο στα στοιχεία DD2.5 και DD2.6 γεννήτρια ήχου.
Ο δέκτης ενεργοποιείται από το μπροστινό μέρος του πρώτου φλας IR. Εκτοξεύονται τα one-shot DD1.1, DD2.1, καθώς και τα one-shot DD1.3, DD2.3. Ταυτόχρονα, το κύκλωμα DD2.2C7R6 παράγει έναν παλμό στην είσοδο R του μετρητή DD3 (η διάρκειά του είναι tR = 7 μs, tR - R6C7). Ρύθμιση του μετρητή στην κατάσταση μηδέν Μόλις λειτουργήσει το DD1.1, DD2.1 μίας βολής, εμφανίζεται ένα χαμηλό επίπεδο στην έξοδο του στοιχείου DD1.1 και ο πρώτος παλμός μέτρησης φτάνει στον μετρητή DD3.
Εάν ο φωτοανιχνευτής λαμβάνει παλμούς με συχνότητα 2 Hz (με αυτή τη συχνότητα, θυμόμαστε, ακολουθούν αναλαμπές IR σε κατάσταση αναμονής), τότε η έξοδος 4 του μετρητή DD3 παραμένει χαμηλή, αφού το μπροστινό μέρος του τέταρτου παλμού (θα εμφανιστεί μετά το 0,5 x4 = 2 s - στο τέλος του διαστήματος επιτρεπόμενης μέτρησης tф2= 1,5 s) Το DD3 θα επιστρέψει στην κατάσταση προ-έναρξης (διάγραμμα 4 στην Εικ. 8).
Ο δέκτης συμπεριφέρεται διαφορετικά εάν λαμβάνει παλμούς υπερύθρων με περίοδο επανάληψης 62,5 ms, δηλαδή σήμα συναγερμού. Εφόσον τέσσερις περίοδοι των 62,5 ms η καθεμία είναι 250 ms, που είναι σημαντικά μικρότερο από το διάστημα tf2 = 1, 5 s, τότε το τέταρτο Ο παλμός θα μετακινήσει τον μετρητή DD3 στην κατάσταση "4" (υψηλό επίπεδο στον ακροδέκτη 5). Ο μετρητής σε αυτή την κατάσταση θα μπλοκαριστεί (λόγω της χαμηλής στάθμης στην έξοδο DD1.2), το LED HL1 θα ανάψει και η γεννήτρια ήχου θα εκπέμψει ένα διακοπτόμενο σήμα. Αυτό θα συνεχιστεί για περίπου 1,25 δευτερόλεπτα, μετά από το οποίο θα υπάρξει μια παύση 0,25 δευτερολέπτων και ο συναγερμός θα επαναληφθεί.
Όταν η σύνδεση χαθεί, ο δέκτης συμπεριφέρεται διαφορετικά. Εάν ο δέκτης δεν ανιχνεύσει φλας IR εντός περίπου 1,5 δευτερολέπτου, ο πυκνωτής C8 αποφορτίζεται μέσω του κυκλώματος VD6R11DD2.3. Το τρανζίστορ VT1 εισέρχεται σε κορεσμό, η τάση στην αντίσταση R8 αυξάνεται στην τάση τροφοδοσίας, η έξοδος DD1.4 ρυθμίζεται σε χαμηλό επίπεδο και η γεννήτρια ήχου εκπέμπει τόνοςσυχνότητα 1 kHz Με την εμφάνιση του πρώτου IR φλας, ο πυκνωτής C8 θα φορτιστεί γρήγορα μέσω του κυκλώματος R10VD5, το σήμα του τόνου θα σταματήσει και ο δέκτης θα αρχίσει να αναλύει τα εισερχόμενα σήματα.
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος δέκτη (Εικ. 9) είναι κατασκευασμένη από φύλλο υαλοβάμβακα διπλής όψης με πάχος
1,5 χλστ. Η κεφαλή φωτογραφίας του δέκτη υπερύθρων (φωτοδίοδος BL1, μικροκύκλωμα DA1 κ.λπ.), η οποία είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη σε ηλεκτρικές παρεμβολές σε μεγάλο εύρος συχνοτήτων, πρέπει να είναι θωρακισμένη.Η οθόνη είναι κατασκευασμένη από κασσίτερο, η κοπή της φαίνεται στο Σχ. 10. Οι πτυχές εμφανίζονται με διακεκομμένες γραμμές. Η λυγισμένη οθόνη συγκολλάται στις γωνίες και, αφού έχει εγκατασταθεί στην επιθυμητή θέση στην σανίδα, συγκολλάται σε αυτό σε δύο ή τρία σημεία.
ΕμφάνισηΟ δέκτης IR φαίνεται στο Σχ. 11. Δομικά, ο δέκτης μπορεί να σχεδιαστεί όπως φαίνεται στο Σχ. 12. Εδώ: 1 - σώμα δέκτη (μαύρο πολυστυρένιο πάχους 2...215 mm): 2 - θήκη επταπλού μεγεθυντικού φακού χειρός (κομμένη λαβή). 3 - ο φακός του. 4 - πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. 5 - φωτοδίοδος. Το κλιπ μεγεθυντικού φακού είναι κολλημένο στο μπροστινό τοίχωμα της θήκης, το οποίο έχει μια τρύπα με διάμετρο περίπου 35 mm (η κόλλα είναι κομμάτια πολυστυρενίου διαλυμένα σε διαλύτη 647). Η απόσταση μεταξύ της ομοαξονικής φωτοδιόδου και του φακού πρέπει να είναι κοντά στο την εστιακή απόσταση του φακού. Αυτό θα συγκεντρώσει την εισερχόμενη ροή φωτός στη φωτοδίοδο και θα αυξήσει σημαντικά την ευαισθησία του φωτοανιχνευτή σε ασθενή σήματα.
Το περίβλημα πρέπει να παρέχει χώρο για να φιλοξενήσει τον πιεζοηλεκτρικό πομπό BF1 και το LED HL1. Το συγκρότημα στερέωσης του δέκτη υπόκειται στις ίδιες απαιτήσεις με τη βάση του πομπού: πρέπει να διασφαλίζεται η βολική σκόπευση και η αξιόπιστη στερέωση στην καλύτερη θέση.
Εάν, σύμφωνα με τις συνθήκες επικοινωνίας, ο δέκτης υπερύθρων πρέπει να τοποθετηθεί έξω (για επικοινωνία, για παράδειγμα, με ένα αυτοκίνητο σταθμευμένο στο τέλος του σπιτιού), τότε για να αποφευχθεί το πλευρικό φως από εξωτερικές πηγές που μπορούν να μειώσουν την ευαισθησία, ο φακός είναι
Το καπό του φακού πρέπει να τραβηχτεί προς τα πάνω. Αυτό θα μπορούσε να είναι, για παράδειγμα, ένα κομμάτι πλαστικού ή μεταλλικού σωλήνα μήκους 100...150 mm, μαυρισμένο εσωτερικά και με κατάλληλη εσωτερική διάμετρο. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να ληφθούν μέτρα για την προστασία ολόκληρης της δομής από την υγρασία.
Οι συσκευές προειδοποίησης (πιεζοηλεκτρικός πομπός, LED) και η πηγή τροφοδοσίας, φυσικά, αφήνονται σε εσωτερικούς χώρους. Αλλά σε μια έκδοση "παντός καιρού", είναι καλύτερο να φτιάξετε έναν δέκτη υπερύθρων δύο μερών: το εξωτερικό, στο οποίο μόνο ο φακός και η κεφαλή φωτογραφίας τοποθετούνται σε αδιάβροχο περίβλημα και ο εσωτερικός με όλα τα άλλα . Αυτά τα μέρη συνδέονται με ένα λεπτό καλώδιο τριών συρμάτων.
Εάν είναι απαραίτητο, ο δέκτης μπορεί να συμπληρωθεί με έναν ακουστικό πομπό υψηλότερης ισχύος, για παράδειγμα, μια δυναμική κεφαλή, ενεργοποιημένη όπως φαίνεται στην Εικ. 13, ή πιεζοσειρήνα AST-10 (Εικ. 14). Η πιεζοηλεκτρική σειρήνα διατηρεί επαρκή ισχύ ακόμη και σε μειωμένη τάση τροφοδοσίας (για να εκπέμπει ονομαστικά 110 dB, η τάση τροφοδοσίας αυτής της μονάδας πρέπει να αυξηθεί στα 12 V).
Όπως έδειξαν οι προκαταρκτικές δοκιμές, το μήκος της γραμμής επικοινωνίας IR με έναν τέτοιο δέκτη και πομπό φτάνει τα 70 μ. Μια σημαντική αύξηση σε αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη μετάβαση σε συντονίσιμα οπτικά - εάν αντί για σταθερούς φακούς με την κατά προσέγγιση εστίασή τους, φακοί από παλιά χρησιμοποιούνται κάμερες με εστίαση. Η γωνία απόκλισης των ακτίνων στον φακό του πομπού IR, το λεγόμενο διάφραγμά του, πρέπει να είναι τουλάχιστον 25...300 κατά μήκος της λεπίδας της διόδου IR, τότε ο φακός χρησιμοποιεί πλήρως την ακτινοβολία του. Σε έναν δέκτη, η διάμετρος του φακού είναι πιο σημαντική - καθώς αυξάνεται, αυξάνεται και η απόσταση από την οποία μπορεί να ανιχνευθεί το φλας IR του πομπού. Η «εμβέλεια» του πομπού μπορεί να αυξηθεί κατά άλλες 1,5...2 φορές ή περισσότερο αυξάνοντας τη φωτεινότητα του IR φλας.
Από την άλλη πλευρά, σε γραμμές επικοινωνίας που δεν υπερβαίνουν τα 20...25 m (ένα αυτοκίνητο ή ένα «κέλυφος» κάτω από τα παράθυρα ενός τριώροφου ή τετραώροφου κτιρίου, ένα σπίτι στην άλλη πλευρά του δρόμου κ.λπ.) , η οπτική μπορεί να μην απαιτείται καθόλου, τουλάχιστον κατά τη διάρκεια του δέκτη υπερύθρων.
Είναι πιο βολικό να ακούτε μουσική και να παρακολουθείτε ταινίες στον υπολογιστή εάν δεν είστε σε μια καρέκλα μπροστά από την οθόνη, αλλά στον καναπέ και δεν χρειάζεται να σηκωθείτε για να το ελέγξετε, απλά πρέπει να πατήσετε ένα κουμπί στο τηλεχειριστήριο. Αλλά που μπορώ να βρω το τηλεχειριστήριο με τον δέκτη; Μπορείτε να το αγοράσετε σε ένα κατάστημα, αλλά το κόστος ενός τέτοιου κιτ είναι αρκετά υψηλό. Ωστόσο, ευτυχώς, η κατασκευή ενός δέκτη IR για οποιοδήποτε τηλεχειριστήριο (σχεδόν) είναι αρκετά απλή.
Θα χρειαστείτε:
- Δέκτης υπερύθρων TSOP1738;
- καλώδιο θύρας com?
- αντιστάσεις 10 KOhm, 4,7 KOhm;
- δίοδος πυριτίου (οποιαδήποτε);
- πυκνωτής 10 uF 16 V;
- σύρματα.
DIY IR δέκτης
Η φωτοδίοδος TSOP1738 στην έξοδο παράγει έτοιμα bits που αποστέλλονται στη θύρα com, επομένως δεν χρειάζεται να κολλήσουμε πολύπλοκα κυκλώματα χρησιμοποιώντας ελεγκτές.
Όπως μπορείτε να δείτε, τίποτα περίπλοκο. Το κύκλωμα του δέκτη είναι τόσο απλό που μπορεί να συναρμολογηθεί χρησιμοποιώντας ένα θόλο. Αυτό το συγκρότημα χρησιμοποίησε μια δίοδο KD105G. Όπως μπορείτε να δείτε στη φωτογραφία, η άνοδος επισημαίνεται με κίτρινη βαφή. Εάν χρησιμοποιείτε διαφορετική δίοδο, τότε πρέπει να μάθετε την πολικότητα από βιβλία αναφοράς. Θα πρέπει επίσης να παρατηρήσετε την πολικότητα του πυκνωτή (ο αρνητικός ακροδέκτης σημειώνεται στο σώμα).
Πίσω πλευρά.
Συγκολλήστε το άλλο άκρο του καλωδίου στην υποδοχή σύνδεσης.
Για να μειώσετε το μέγεθος του διαγράμματος, μπορείτε να το λυγίσετε προσεκτικά. Βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια και τα ίδια τα εξαρτήματα δεν έρχονται σε επαφή μεταξύ τους, διαφορετικά θα προκληθεί βραχυκύκλωμα.
Μπορείτε να το γεμίσετε με εποξειδική ρητίνη ή, όπως σε αυτή την περίπτωση, πλαστικό Glue Gun. Αυτό θα προστατεύσει τη συσκευή από εξωτερικές επιρροές.
Μια μονάδα δέκτη μονού καναλιού με ρελέ, που πρέπει να ενεργοποιείται από οποιοδήποτε τυπικό τηλεχειριστήριο υπερύθρων, παρέχει τηλεχειρισμό οποιουδήποτε φορτίου μέσω ενός αόρατου καναλιού υπερύθρων. Το έργο βασίζεται στον μικροελεγκτή PIC12F683 και το TSOP1738 χρησιμοποιείται ως δέκτης υπερύθρων. Ο μικροελεγκτής αποκωδικοποιεί τα σειριακά δεδομένα σχεδίασης RC5 που προέρχονται από το TSOP1738 και παρέχει έλεγχο εξόδου εάν τα δεδομένα είναι έγκυρα. Η έξοδος μπορεί να ρυθμιστεί σε διάφορες επιθυμητές καταστάσεις χρησιμοποιώντας ένα βραχυκυκλωτήρα στην πλακέτα (J1). Υπάρχουν 3 LED στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος: ένδειξη ισχύος, παρουσία μετάδοσης και ενεργοποίηση ρελέ. Αυτό το κύκλωμα λειτουργεί με οποιοδήποτε τηλεχειριστήριο RC5 για τηλεόραση, κέντρο κ.λπ.
Χαρακτηριστικά του κυκλώματος
- Τροφοδοτικό δέκτη 7-12V DC
- Κατανάλωση ρεύματος δέκτη έως 30 mA
- Εμβέλεια έως 10 μέτρα
- Πρωτόκολλο σήματος RC5
- Διαστάσεις σανίδας 60 x 30 mm
Αν και σε ΠρόσφαταΈχει γίνει της μόδας η χρήση ενός ραδιοφωνικού καναλιού, συμπεριλαμβανομένου του Bluetooth· η κατασκευή τέτοιου εξοπλισμού μόνοι σας δεν είναι καθόλου εύκολη. Επιπλέον, τα ραδιοκύματα υπόκεινται σε παρεμβολές και είναι εύκολο να τα υποκλαπούν. Επομένως, το σήμα IR θα είναι προτιμότερο σε ορισμένες περιπτώσεις. Υλικολογισμικό, σχέδια πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτωνκαι πλήρης περιγραφή στα αγγλικά -
Γιακόρεφ Σεργκέι
Εισαγωγή
Υπάρχουν πολλά στο Διαδίκτυο απλές συσκευέςβασίζεται σε ελεγκτές της οικογένειας PIC16F και PIC18F από τη Microchip. Φέρνω στην προσοχή σας μια αρκετά περίπλοκη συσκευή. Νομίζω ότι αυτό το άρθρο θα είναι χρήσιμο σε όλους όσους γράφουν προγράμματα για το PIC18F, καθώς μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον πηγαίο κώδικα του προγράμματος για να δημιουργήσετε το δικό σας σύστημα σε πραγματικό χρόνο. Θα υπάρχει άφθονη πληροφόρηση, ξεκινώντας από τη θεωρία και τα πρότυπα, μέχρι την εφαρμογή υλικού και λογισμικού αυτού του έργου. Οι πηγαίοι κώδικες του assembler παρέχονται με πλήρη σχόλια. Επομένως, δεν θα είναι δύσκολο να κατανοήσετε το πρόγραμμα.
Ιδέα
Όπως πάντα, όλα ξεκινούν με μια ιδέα. Έχουμε έναν χάρτη της επικράτειας της Σταυρούπολης. Υπάρχουν 26 περιοχές της περιοχής στον χάρτη. Το μέγεθος του χάρτη είναι 2 x 3 μ. Είναι απαραίτητος ο έλεγχος του φωτισμού των επιλεγμένων περιοχών. Ο έλεγχος πρέπει να πραγματοποιείται εξ αποστάσεως μέσω ενός καναλιού ελέγχου υπερύθρων, που στο εξής θα αναφέρεται απλώς ως τηλεχειριστήριο υπερύθρων ή υπερύθρων. Ταυτόχρονα, οι εντολές ελέγχου πρέπει να μεταδίδονται στον διακομιστή ελέγχου που βασίζεται σε υπολογιστή. Όταν επιλέγετε μια περιοχή στο χάρτη, ο διακομιστής διαχείρισης εμφανίζει πρόσθετες πληροφορίες στην οθόνη. Χρησιμοποιώντας εντολές από τον διακομιστή, μπορείτε να ελέγξετε την εμφάνιση των πληροφοριών στο χάρτη. Η εργασία έχει τεθεί. Στο τέλος, πήραμε αυτό που βλέπετε στη φωτογραφία. Πριν όμως γίνουν αντιληπτά όλα αυτά έπρεπε να περάσουμε κάποια στάδια και να λύσουμε διάφορα τεχνικά προβλήματα.
Θέα από την πλευρά εγκατάστασης.
Αλγόριθμος λειτουργίας συσκευής
Από το τηλεχειριστήριο, το σύστημα ελέγχου της οθόνης πληροφοριών δεν θα πρέπει να είναι πιο δύσκολο από την επιλογή ενός προγράμματος στην τηλεόραση ή τον ορισμό ενός αριθμού κομματιού σε ένα CD. Αποφασίστηκε να ληφθεί ένα έτοιμο τηλεχειριστήριο από ένα βίντεο Philips. Η επιλογή ενός αριθμού περιοχής ρυθμίζεται πατώντας διαδοχικά τα κουμπιά του τηλεχειριστηρίου "P+", στη συνέχεια δύο αριθμητικά κουμπιά για τον αριθμό περιοχής, που τελειώνουν με "P-". Όταν επιλέγετε μια περιοχή για πρώτη φορά, επιλέγεται (ο οπίσθιος φωτισμός LED ανάβει) και όταν την επιλέξετε ξανά, η επιλογή αφαιρείται.
Πρωτόκολλο για τη διαχείριση της κάρτας από τον διακομιστή ελέγχου υπολογιστή.
1. Εξερχόμενες εντολές, π.χ. εντολές που προέρχονται από τη συσκευή στον υπολογιστή:
1.1. Όταν ενεργοποιείτε τη συσκευή, ο υπολογιστής λαμβάνει την εντολή: MAP999
1.2. Όταν ενεργοποιείτε μια περιοχή: MAP(αριθμός περιοχής)1
1.3. Όταν απενεργοποιείτε μια περιοχή: MAP(αριθμός περιοχής)0
1.4. Όταν ολόκληρος ο χάρτης είναι ενεργοποιημένος: MAP001
1.5. Κατά την απενεργοποίηση ολόκληρου του χάρτη: MAP000
2. Εισερχόμενες εντολές:
2.1. Ενεργοποίηση ολόκληρου του χάρτη: MAP001
2.2. Απενεργοποίηση ολόκληρου του χάρτη: MAP000
2.3. Συμπεριλάβετε την περιοχή: ΧΑΡΤΗΣ (αριθμός περιοχής)1
2.4. Απενεργοποίηση περιοχής: MAP(αριθμός περιοχής)0
2.5. Λήψη πληροφοριών σχετικά με τις περιοχές που περιλαμβάνονται: MAP999 Σε απόκριση σε αυτήν την εντολή, τα δεδομένα για όλες τις περιλαμβανόμενες περιοχές μεταδίδονται με τη μορφή της ενότητας 1.2 (σαν να ενεργοποιούνται ξανά όλες οι περιοχές που περιλαμβάνονται).
2.6. Λήψη πληροφοριών σχετικά με περιοχές με ειδικές ανάγκες: MAP995 Σε απόκριση σε αυτήν την εντολή, τα δεδομένα για όλες τις περιοχές με ειδικές ανάγκες μεταδίδονται με τη μορφή της ενότητας 1.3 (σαν να απενεργοποιηθούν ξανά όλες οι περιοχές με ειδικές ανάγκες).
Κατά την απενεργοποίηση της τελευταίας ενεργοποιημένης περιοχής, θα πρέπει επίσης να ληφθεί η εντολή "απενεργοποίηση ολόκληρου του χάρτη".
Κατά την ενεργοποίηση της τελευταίας μη συμπεριλαμβανόμενης περιοχής, θα πρέπει επίσης να ληφθεί η εντολή "ενεργοποίηση ολόκληρου του χάρτη".
Ο αριθμός περιοχής είναι χαρακτήρες ψηφίων ASCII (0x30-0x39).
Από την ιδέα στην υλοποίηση
Προβλέποντας ότι το να φτιάξετε το δικό σας περίβλημα για το τηλεχειριστήριο θα μπορούσε να είναι ένα αρκετά δύσκολο πρόβλημα, αποφασίστηκε να πάρετε ένα έτοιμο τηλεχειριστήριο από μια σειριακή συσκευή. Το σύστημα εντολών ελέγχου IR της μορφής RC5 επιλέχθηκε ως βάση για το σύστημα ελέγχου υπερύθρων. Επί του παρόντος, το τηλεχειριστήριο υπερύθρων (RC) χρησιμοποιείται ευρέως για τον έλεγχο διαφόρων συσκευών. Ίσως ο πρώτος τύπος οικιακού εξοπλισμού που χρησιμοποιούσε τηλεχειριστήριο υπερύθρων ήταν οι τηλεοράσεις. Σήμερα, το τηλεχειριστήριο είναι διαθέσιμο στους περισσότερους τύπους οικιακού εξοπλισμού ήχου και εικόνας. Ακόμα και φορητό μουσικά κέντραΠρόσφατα, εξοπλίζονται όλο και περισσότερο με σύστημα τηλεχειρισμού. Αλλά οι οικιακές συσκευές δεν είναι ο μόνος τομέας εφαρμογής για τηλεχειρισμό. Οι συσκευές με τηλεχειρισμό είναι αρκετά διαδεδομένες τόσο στην παραγωγή όσο και στα επιστημονικά εργαστήρια. Υπάρχουν πολλά ασύμβατα συστήματα τηλεχειρισμού υπερύθρων στον κόσμο. Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο σύστημα είναι το RC-5. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται σε πολλές τηλεοράσεις, συμπεριλαμβανομένων των οικιακών. Επί του παρόντος, διαφορετικά εργοστάσια παράγουν πολλές τροποποιήσεις των τηλεχειριστηρίων RC-5 και ορισμένα μοντέλα έχουν αρκετά αξιοπρεπή σχεδιασμό. Αυτό σας επιτρέπει να αποκτήσετε μια σπιτική συσκευή με τηλεχειριστήριο υπερύθρων με το χαμηλότερο κόστος. Παραλείποντας τις λεπτομέρειες του γιατί επιλέχθηκε αυτό το συγκεκριμένο σύστημα, ας εξετάσουμε τη θεωρία της κατασκευής ενός συστήματος με βάση τη μορφή RC5.
Θεωρία
Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί το σύστημα ελέγχου, πρέπει να καταλάβετε ποιο είναι το σήμα στην έξοδο του τηλεχειριστηρίου υπερύθρων.
Το σύστημα τηλεχειρισμού υπερύθρων RC-5 αναπτύχθηκε από τη Philips για τις ανάγκες ελέγχου οικιακών συσκευών. Όταν πατάμε το κουμπί του τηλεχειριστηρίου, το τσιπ του πομπού ενεργοποιείται και παράγει μια ακολουθία παλμών που έχουν συχνότητα πλήρωσης 36 KHz. Τα LED μετατρέπουν αυτά τα σήματα σε υπέρυθρη ακτινοβολία. Το εκπεμπόμενο σήμα λαμβάνεται από μια φωτοδίοδο, η οποία και πάλι μετατρέπει την ακτινοβολία υπερύθρων σε ηλεκτρικούς παλμούς. Αυτοί οι παλμοί ενισχύονται και αποδιαμορφώνονται από το τσιπ δέκτη. Στη συνέχεια τροφοδοτούνται στον αποκωδικοποιητή. Η αποκωδικοποίηση γίνεται συνήθως σε λογισμικό χρησιμοποιώντας μικροελεγκτή. Θα μιλήσουμε για αυτό λεπτομερώς στην ενότητα για την αποκωδικοποίηση. Ο κώδικας RC5 υποστηρίζει 2048 εντολές. Αυτές οι ομάδες αποτελούν 32 ομίλους (συστήματα) των 64 ομάδων η καθεμία. Κάθε σύστημα χρησιμοποιείται για έλεγχο συγκεκριμένη συσκευήόπως τηλεόραση, βίντεο κ.λπ.
Στην αυγή της ανάπτυξης των συστημάτων ελέγχου υπερύθρων, η παραγωγή σήματος έλαβε χώρα στο υλικό. Για το σκοπό αυτό, αναπτύχθηκαν εξειδικευμένα IC και πλέον, όλο και περισσότερο, τα τηλεχειριστήρια κατασκευάζονται με βάση έναν μικροελεγκτή.
Ένα από τα πιο κοινά τσιπ πομπών είναι το τσιπ SAA3010. Ας δούμε συνοπτικά τα χαρακτηριστικά του.
- Τάση τροφοδοσίας - 2 .. 7 V
- Κατανάλωση ρεύματος σε κατάσταση αναμονής - όχι περισσότερο από 10 µA
- Μέγιστο ρεύμα εξόδου - ±10 mA
- Ανώτατο όριο συχνότητα ρολογιού- 450 KHz
Δομικό σχήμαΤο τσιπ SAA3010 φαίνεται στο Σχήμα 1.
Εικόνα 1. Μπλοκ διάγραμμα του IC SAA3010.
Η περιγραφή των ακίδων του τσιπ SAA3010 δίνεται στον πίνακα:
| συμπέρασμα | Ονομασία | Λειτουργία |
| 1 | Χ7 | Γραμμές εισόδου μήτρας κουμπιών |
| 2 | SSM | Είσοδος επιλογής τρόπου λειτουργίας |
| 3-6 | Ζ0-Ζ3 | Γραμμές εισόδου μήτρας κουμπιών |
| 7 | MDATA | Διαμορφωμένη έξοδος, συχνότητα κοιλότητας 1/12, κύκλος λειτουργίας 25%. |
| 8 | ΔΕΔΟΜΕΝΑ | Παραγωγή |
| 9-13 | DR7-DR3 | Σάρωση εξόδων |
| 14 | VSS | Γη |
| 15-17 | DR2-DR0 | Σάρωση εξόδων |
| 18 | O.S.C. | Είσοδος γεννήτριας |
| 19 | TP2 | Δοκιμαστική είσοδος 2 |
| 20 | TP1 | Δοκιμαστική είσοδος 1 |
| 21-27 | Χ0-Χ6 | Γραμμές εισόδου μήτρας κουμπιών |
| 28 | VDD | Τάση τροφοδοσίας |
Το τσιπ πομπού είναι η βάση του τηλεχειριστηρίου. Στην πράξη, το ίδιο τηλεχειριστήριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο πολλών συσκευών. Το τσιπ πομπού μπορεί να απευθυνθεί σε 32 συστήματα σε δύο διαφορετικούς τρόπους: συνδυασμένη και λειτουργία ενός συστήματος. Στη συνδυασμένη λειτουργία, επιλέγεται πρώτα το σύστημα και μετά η εντολή. Ο αριθμός του επιλεγμένου συστήματος (κωδικός διεύθυνσης) αποθηκεύεται σε ειδικό μητρώο και μεταδίδεται μια εντολή που σχετίζεται με αυτό το σύστημα. Έτσι, για τη μετάδοση οποιασδήποτε εντολής απαιτείται διαδοχικό πάτημα δύο κουμπιών. Αυτό δεν είναι απολύτως βολικό και δικαιολογείται μόνο όταν εργάζεστε ταυτόχρονα με μεγάλο ποσόσυστήματα Στην πράξη, ο πομπός χρησιμοποιείται συχνότερα σε λειτουργία ενός συστήματος. Σε αυτήν την περίπτωση, αντί για τη μήτρα των κουμπιών επιλογής συστήματος, τοποθετείται ένας βραχυκυκλωτήρας, ο οποίος καθορίζει τον αριθμό του συστήματος. Σε αυτήν τη λειτουργία, η μετάδοση οποιασδήποτε εντολής απαιτεί το πάτημα ενός μόνο κουμπιού. Χρησιμοποιώντας το διακόπτη, μπορείτε να εργαστείτε με πολλά συστήματα. Και σε αυτήν την περίπτωση, απαιτείται μόνο ένα πάτημα κουμπιού για τη μετάδοση της εντολής. Η μεταδιδόμενη εντολή θα αναφέρεται στο σύστημα που βρίσκεται μέσα Δοσμένος χρόνοςεπιλεγεί χρησιμοποιώντας το κουμπί επιλογής.
Για να ενεργοποιήσετε τη συνδυασμένη λειτουργία, η ακίδα πομπού SSM (Single System Mode) πρέπει να εφαρμοστεί χαμηλά. Σε αυτή τη λειτουργία, το IC του πομπού λειτουργεί ως εξής: Κατά τη διάρκεια της ηρεμίας, οι γραμμές X και Z του πομπού οδηγούνται ψηλά από εσωτερικά τρανζίστορ έλξης καναλιού p. Όταν πατηθεί ένα κουμπί στη μήτρα X-DR ή Z-DR, ξεκινά ο κύκλος αναπήδησης του πληκτρολογίου. Εάν το κουμπί είναι κλειστό για 18 κύκλους ρολογιού, το σήμα "ενεργοποίηση γεννήτριας" είναι σταθερό. Στο τέλος του κύκλου αναπήδησης, οι έξοδοι DR απενεργοποιούνται και ξεκινούν δύο κύκλοι σάρωσης, ενεργοποιώντας κάθε έξοδο DR με τη σειρά. Ο πρώτος κύκλος σάρωσης ανιχνεύει τη διεύθυνση Z, ο δεύτερος κύκλος σάρωσης ανιχνεύει τη διεύθυνση X. Όταν η είσοδος Z (πίνακας συστήματος) ή η είσοδος X (πίνακας εντολών) ανιχνεύεται σε μηδενική κατάσταση, η διεύθυνση κλειδώνεται. Όταν πατάτε ένα κουμπί στον πίνακα συστήματος, η τελευταία εντολή μεταδίδεται (δηλαδή, όλα τα bit εντολών είναι ίσα με ένα) στο επιλεγμένο σύστημα. Αυτή η εντολή μεταδίδεται μέχρι να απελευθερωθεί το κουμπί επιλογής συστήματος. Όταν πατηθεί ένα κουμπί στον πίνακα εντολών, η εντολή μεταδίδεται μαζί με τη διεύθυνση συστήματος που είναι αποθηκευμένη στον καταχωρητή μανδάλωσης. Εάν το κουμπί αφεθεί πριν ξεκινήσει η μετάδοση, πραγματοποιείται επαναφορά. Εάν η μεταφορά έχει ξεκινήσει, τότε ανεξάρτητα από την κατάσταση του κουμπιού, θα ολοκληρωθεί πλήρως. Εάν πατήσετε περισσότερα από ένα κουμπιά Z ή X ταυτόχρονα, η γεννήτρια δεν θα ξεκινήσει.
Για να ενεργοποιήσετε τη λειτουργία ενός συστήματος, η ακίδα SSM πρέπει να είναι ψηλά και η διεύθυνση του συστήματος πρέπει να ρυθμιστεί με τον κατάλληλο βραχυκυκλωτήρα ή διακόπτη. Σε αυτή τη λειτουργία, οι γραμμές X του πομπού βρίσκονται σε υψηλή κατάσταση κατά την ανάπαυση. Ταυτόχρονα, οι γραμμές Z απενεργοποιούνται για να αποτραπεί η κατανάλωση ρεύματος. Στον πρώτο από τους δύο κύκλους σάρωσης, η διεύθυνση του συστήματος προσδιορίζεται και αποθηκεύεται σε έναν καταχωρητή κλειδώματος. Στον δεύτερο κύκλο, προσδιορίζεται ο αριθμός εντολής. Αυτή η εντολή αποστέλλεται μαζί με τη διεύθυνση συστήματος που είναι αποθηκευμένη στον καταχωρητή κλειδώματος. Εάν δεν υπάρχει βραχυκυκλωτήρας Z-DR, τότε δεν μεταδίδονται κωδικοί.
Εάν το κουμπί απελευθερωθεί μεταξύ των μεταδόσεων κώδικα, πραγματοποιείται επαναφορά. Εάν το κουμπί απελευθερωθεί κατά τη διαδικασία εκτόξευσης ή κατά τη σάρωση του αισθητήρα, αλλά προτού εντοπιστεί ένα πάτημα κουμπιού, πραγματοποιείται επίσης επαναφορά. Οι έξοδοι DR0 - DR7 έχουν ανοιχτή αποστράγγιση και τα τρανζίστορ είναι ανοιχτά σε ηρεμία.
Ο κωδικός RC-5 έχει ένα πρόσθετο bit ελέγχου που αναστρέφεται κάθε φορά που αφήνετε το κουμπί. Αυτό το bit ενημερώνει τον αποκωδικοποιητή εάν το κουμπί κρατιέται πατημένο ή εάν έχει γίνει νέο πάτημα. Το bit ελέγχου αναστρέφεται μόνο μετά από μια τελείως ολοκληρωμένη μετάδοση. Οι κύκλοι σάρωσης εκτελούνται πριν από κάθε αποστολή, οπότε ακόμα κι αν αλλάξετε το πατημένο κουμπί σε άλλο κατά την αποστολή ενός δέματος, ο αριθμός συστήματος και οι εντολές θα εξακολουθούν να μεταδίδονται σωστά.
Ο ακροδέκτης OSC είναι είσοδος/έξοδος ταλαντωτή 1 ακίδων και έχει σχεδιαστεί για τη σύνδεση κεραμικού αντηχείου σε συχνότητα 432 KHz. Συνιστάται η σύνδεση μιας αντίστασης με αντίσταση 6,8 Kom σε σειρά με το αντηχείο.
Οι δοκιμαστικές είσοδοι TP1 και TP2 πρέπει να συνδέονται στη γείωση κατά την κανονική λειτουργία. Όταν το λογικό επίπεδο στο TP1 είναι υψηλό, η συχνότητα σάρωσης αυξάνεται και όταν το λογικό επίπεδο στο TP2 είναι υψηλό, η συχνότητα του καταχωρητή μετατόπισης αυξάνεται.
Σε κατάσταση ηρεμίας, οι έξοδοι DATA και MDATA βρίσκονται στην κατάσταση Z. Η ακολουθία παλμών που δημιουργείται από τον πομπό στην έξοδο MDATA έχει συχνότητα πλήρωσης 36 kHz (1/12 της συχνότητας γεννήτριας ρολογιού) με κύκλο λειτουργίας 25%. Η ίδια ακολουθία δημιουργείται στην έξοδο DATA, αλλά χωρίς padding. Αυτή η έξοδος χρησιμοποιείται όταν το τσιπ πομπού λειτουργεί ως ελεγκτής για το ενσωματωμένο πληκτρολόγιο. Το σήμα στην έξοδο DATA είναι εντελώς πανομοιότυπο με το σήμα στην έξοδο του μικροκυκλώματος του δέκτη τηλεχειριστηρίου (αλλά σε αντίθεση με τον δέκτη, δεν έχει αναστροφή). Και τα δύο αυτά σήματα μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία από τον ίδιο αποκωδικοποιητή. Η χρήση του SAA3010 ως ενσωματωμένου ελεγκτή πληκτρολογίου είναι πολύ βολική σε ορισμένες περιπτώσεις, καθώς ο μικροελεγκτής χρησιμοποιεί μόνο μία είσοδο διακοπής για τη μέτρηση μιας μήτρας έως και 64 κουμπιών. Επιπλέον, το μικροκύκλωμα πομπού επιτρέπει τάση τροφοδοσίας +5 V.
Ο πομπός δημιουργεί μια λέξη δεδομένων 14-bit, η μορφή της οποίας είναι η εξής:
Εικόνα 2. Μορφή λέξης δεδομένων κώδικα RC-5.
Τα bit έναρξης προορίζονται για τη ρύθμιση του AGC στο IC του δέκτη. Το bit ελέγχου είναι ένα σημάδι ενός νέου πιεστηρίου. Η διάρκεια του ρολογιού είναι 1.778 ms. Όσο το κουμπί παραμένει πατημένο, μια λέξη δεδομένων μεταδίδεται σε διαστήματα 64 κύκλων ρολογιού, δηλ. 113.778 ms (Εικ. 2).
Οι δύο πρώτοι παλμοί είναι οι παλμοί έναρξης, και οι δύο είναι λογικοί "1". Σημειώστε ότι το μισό bit (κενό) περνά πριν ο παραλήπτης καθορίσει την πραγματική έναρξη του μηνύματος.
Το εκτεταμένο πρωτόκολλο RC5 χρησιμοποιεί μόνο 1 bit έναρξης. Το S2 bit μετασχηματίζεται και προστίθεται στο 6ο bit της εντολής, σχηματίζοντας συνολικά 7 bit εντολών.
Το τρίτο bit είναι το bit ελέγχου. Αυτό το bit αναστρέφεται κάθε φορά που πατιέται ένα πλήκτρο. Με αυτόν τον τρόπο, ο δέκτης μπορεί να διακρίνει μεταξύ ενός πλήκτρου που παραμένει πατημένο ή ενός πλήκτρου που πιέζεται περιοδικά.
Τα επόμενα 5 bit αντιπροσωπεύουν τη διεύθυνση της συσκευής IR, η οποία αποστέλλεται με το πρώτο LSB. Η διεύθυνση ακολουθείται από 6 bit εντολών.
Το μήνυμα περιέχει 14 bit και, μαζί με την παύση, έχει συνολική διάρκεια 25,2 ms. Μερικές φορές το μήνυμα μπορεί να είναι πιο σύντομο επειδή το πρώτο μισό του bit έναρξης S1 παραμένει κενό. Και αν το τελευταίο bit της εντολής είναι ένα λογικό "0", τότε το τελευταίο μέρος του bit μηνύματος είναι επίσης κενό.
Εάν το πλήκτρο παραμένει πατημένο, το μήνυμα θα επαναλαμβάνεται κάθε 114 ms. Το bit ελέγχου θα παραμείνει το ίδιο σε όλα τα μηνύματα. Αυτό είναι ένα σήμα για το λογισμικό του δέκτη να το ερμηνεύσει ως λειτουργία αυτόματης επανάληψης.
Για να εξασφαλιστεί καλή θόρυβος, χρησιμοποιείται κωδικοποίηση δύο φάσεων (Εικ. 3).
Εικόνα 3. Κωδικοποίηση "0" και "1" στον κώδικα RC-5.
Όταν χρησιμοποιείτε τον κωδικό RC-5, ίσως χρειαστεί να υπολογίσετε τη μέση τρέχουσα έλξη. Αυτό είναι αρκετά εύκολο να το κάνετε εάν χρησιμοποιήσετε το Σχ. 4, το οποίο δείχνει τη λεπτομερή δομή του αγροτεμαχίου.
Εικόνα 4. Λεπτομερής δομή του πακέτου RC-5.
Για να διασφαλιστεί ότι ο εξοπλισμός ανταποκρίνεται εξίσου στις εντολές RC-5, οι κωδικοί διανέμονται με πολύ συγκεκριμένο τρόπο. Αυτή η τυποποίηση καθιστά δυνατό τον σχεδιασμό πομπών που επιτρέπουν τον έλεγχο διάφορες συσκευές. Με τους ίδιους κωδικούς εντολών για τις ίδιες λειτουργίες στο διαφορετικές συσκευέςένας πομπός με σχετικά μικρό αριθμό κουμπιών μπορεί ταυτόχρονα να ελέγχει, για παράδειγμα, ένα συγκρότημα ήχου, μια τηλεόραση και ένα βίντεο.
Οι αριθμοί συστήματος για ορισμένους τύπους οικιακού εξοπλισμού δίνονται παρακάτω:
0 - Τηλεόραση (τηλεόραση)
2 - Teletext
3 - Δεδομένα βίντεο
4 - Πρόγραμμα αναπαραγωγής βίντεο (VLP)
5 - Βιντεοκασέτα (VCR)
8 - Δέκτης βίντεο (Sat.TV)
9 - Βιντεοκάμερα
16 - Προενισχυτής ήχου
17 - Δέκτης
18 - Μαγνητόφωνο
20 - Συμπαγής συσκευή αναπαραγωγής (CD)
21 - Πικάπ (LP)
29 - Φωτισμός
Οι υπόλοιποι αριθμοί συστήματος δεσμεύονται για μελλοντική τυποποίηση ή πειραματική χρήση. Η αντιστοιχία ορισμένων κωδικών εντολών και συναρτήσεων έχει επίσης τυποποιηθεί.
Οι κωδικοί εντολών για ορισμένες λειτουργίες δίνονται παρακάτω:
0-9 - Ψηφιακές τιμές 0-9
12 - Λειτουργία αναμονής
15 - Εμφάνιση
13 - σίγαση
16 - τόμος +
17 - τόμος -
30 - αναζήτηση προς τα εμπρός
31 - αναζήτηση πίσω
45 - εξώθηση
48 - παύση
50 - επανατύλιξη
51 - γρήγορα προς τα εμπρός
53 - αναπαραγωγή
54 - στάση
55 - είσοδος
Για να δημιουργήσετε ένα πλήρες τηλεχειριστήριο υπερύθρων με βάση το τσιπ πομπού, χρειάζεστε επίσης ένα πρόγραμμα οδήγησης LED που να είναι ικανό να παρέχει μεγάλο παλμικό ρεύμα. Τα σύγχρονα LED λειτουργούν στα τηλεχειριστήρια όταν παλμικά ρεύματαπερίπου 1 A. Είναι πολύ βολικό να δημιουργήσετε ένα πρόγραμμα οδήγησης LED σε τρανζίστορ MOS χαμηλού ορίου (λογικό επίπεδο), για παράδειγμα, KP505A. Ένα παράδειγμα ενός διαγράμματος κυκλώματος του τηλεχειριστηρίου φαίνεται στο Σχ. 5.
Εικόνα 5. Σχηματικό διάγραμμα του τηλεχειριστηρίου RC-5.
Ο αριθμός συστήματος ορίζεται από ένα βραχυκυκλωτήρα μεταξύ των ακίδων Zi και DRj. Ο αριθμός συστήματος θα είναι ο εξής:
Ο κωδικός εντολής που θα μεταδοθεί όταν πατηθεί ένα κουμπί που κλείνει τη γραμμή Xi με τη γραμμή DRj υπολογίζεται ως εξής:
Ο απομακρυσμένος δέκτης υπερύθρων πρέπει να ανακτά διφασικά κωδικοποιημένα δεδομένα και πρέπει να ανταποκρίνεται σε μεγάλες, γρήγορες αλλαγές στην ισχύ του σήματος ανεξάρτητα από παρεμβολές. Το πλάτος παλμού στην έξοδο του δέκτη δεν πρέπει να διαφέρει από το ονομαστικό κατά όχι περισσότερο από 10%. Ο δέκτης δεν πρέπει να είναι ευαίσθητος στο σταθερό εξωτερικό φως. Η ικανοποίηση όλων αυτών των απαιτήσεων είναι αρκετά δύσκολη. Παλαιότερες εφαρμογές ενός δέκτη τηλεχειριστηρίου υπερύθρων, ακόμη και εκείνες που χρησιμοποιούν εξειδικευμένα τσιπ, περιείχαν δεκάδες εξαρτήματα. Τέτοιοι δέκτες χρησιμοποιούσαν συχνά κυκλώματα συντονισμού συντονισμένα στα 36 kHz. Όλα αυτά έκαναν το σχέδιο δύσκολο στην κατασκευή και διαμόρφωση και απαιτούσαν τη χρήση καλής θωράκισης. Πρόσφατα, οι ενσωματωμένοι δέκτες IR τηλεχειριστηρίου με τρεις ακίδες έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένοι. Σε μία συσκευασία συνδυάζουν φωτοδίοδο, προενισχυτή και οδηγό. Η έξοδος παράγει ένα κανονικό σήμα TTL χωρίς padding στα 36 KHz, κατάλληλο για περαιτέρω επεξεργασία από τον μικροελεγκτή. Τέτοιοι δέκτες παράγονται από πολλές εταιρείες, αυτοί είναι ο SFH-506 από τη Siemens, ο TFMS5360 από την Temic, ο ILM5360 από το λογισμικό Integral και άλλοι. Επί του παρόντος, υπάρχουν περισσότερες μικροσκοπικές εκδόσεις τέτοιων μικροκυκλωμάτων. Δεδομένου ότι εκτός από το RC-5 υπάρχουν και άλλα πρότυπα που διαφέρουν, ιδίως στη συχνότητα πλήρωσης, υπάρχουν ενσωματωμένοι δέκτες για διαφορετικές συχνότητες. Για να εργαστείτε με τον κωδικό RC-5, θα πρέπει να επιλέξετε μοντέλα σχεδιασμένα για συχνότητα πλήρωσης 36 KHz.
Ως δέκτης τηλεχειριστηρίου υπερύθρων, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια φωτοδίοδο με ενισχυτή διαμορφωτή, ο οποίος μπορεί να είναι ένα εξειδικευμένο μικροκύκλωμα KR1568HL2. Το διάγραμμα ενός τέτοιου δέκτη φαίνεται στο σχήμα 6.
Εικόνα 6. Δέκτης που βασίζεται στο μικροκύκλωμα KR1568HL2.
Για το σύστημα ελέγχου της οθόνης πληροφοριών, επέλεξα έναν ενσωματωμένο δέκτη τηλεχειριστηρίου υπερύθρων. Μια πολύ ευαίσθητη φωτοδίοδος PIN είναι εγκατεστημένη στο μικροκύκλωμα TSOP1736 ως δέκτης οπτικής ακτινοβολίας, το σήμα από το οποίο τροφοδοτείται στον ενισχυτή εισόδου, ο οποίος μετατρέπει το ρεύμα εξόδου της φωτοδιόδου σε τάση. Το μετατρεπόμενο σήμα πηγαίνει σε έναν ενισχυτή με AGC και μετά σε φίλτρο διέλευσης ζώνης, που διαχωρίζει τα σήματα με συχνότητα λειτουργίας 36 kHz από θόρυβο και παρεμβολές. Το επιλεγμένο σήμα τροφοδοτείται σε έναν αποδιαμορφωτή, ο οποίος αποτελείται από έναν ανιχνευτή και έναν ολοκληρωτή. Στις παύσεις μεταξύ των παλμών, το σύστημα AGC βαθμονομείται. Αυτό ελέγχεται από ένα κύκλωμα ελέγχου. Χάρη σε αυτόν τον σχεδιασμό, το μικροκύκλωμα δεν ανταποκρίνεται σε συνεχείς παρεμβολές ακόμη και στη συχνότητα λειτουργίας. Το ενεργό επίπεδο εξόδου είναι χαμηλό. Το μικροκύκλωμα δεν απαιτεί την εγκατάσταση εξωτερικών στοιχείων για τη λειτουργία του. Όλα τα εξαρτήματά του, συμπεριλαμβανομένου του φωτοανιχνευτή, προστατεύονται από εξωτερικές παρεμβολές με εσωτερική ηλεκτρική οθόνη και γεμίζουν με ειδικό πλαστικό. Αυτό το πλαστικό είναι ένα φίλτρο που κόβει τις οπτικές παρεμβολές στο ορατό φάσμα φωτός. Χάρη σε όλα αυτά τα μέτρα, το μικροκύκλωμα χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλή ευαισθησία και χαμηλή πιθανότητα ψευδών σημάτων. Ωστόσο, οι ενσωματωμένοι δέκτες είναι πολύ ευαίσθητοι στο θόρυβο του τροφοδοτικού, επομένως συνιστάται πάντα η χρήση φίλτρων, για παράδειγμα, RC. Η εμφάνιση του ενσωματωμένου φωτοανιχνευτή και η θέση των ακίδων φαίνονται στο Σχ. 7.
Εικόνα 7. Ενσωματωμένος δέκτης RC-5.
Αποκωδικοποίηση RC-5
Δεδομένου ότι η βάση της συσκευής μας είναι ο μικροελεγκτής PIC18F252, θα αποκωδικοποιήσουμε τον κώδικα RC-5 σε λογισμικό. Οι αλγόριθμοι λήψης κώδικα RC5 που προσφέρονται στο δίκτυο ως επί το πλείστον δεν είναι κατάλληλοι για συσκευές σε πραγματικό χρόνο, όπως η συσκευή μας. Οι περισσότεροι από τους προτεινόμενους αλγόριθμους χρησιμοποιούν βρόχους λογισμικού για να δημιουργήσουν χρονικές καθυστερήσεις και διαστήματα μέτρησης. Αυτό δεν είναι κατάλληλο για την περίπτωσή μας. Αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθούν διακοπές με βάση την πτώση του σήματος στην είσοδο INT του μικροελεγκτή PIC18F252, να μετρηθούν οι παράμετροι χρονισμού χρησιμοποιώντας το TMR0 του μικροελεγκτή PIC18F252, ο ίδιος χρονοδιακόπτης δημιουργεί μια διακοπή όταν λήξει ο χρόνος αναμονής για τον επόμενο παλμό, δηλ. όταν έγινε μια παύση μεταξύ δύο αποστολών. Το αποδιαμορφωμένο σήμα από την έξοδο του μικροκυκλώματος DA1 παρέχεται στην είσοδο INT0 του μικροελεγκτή, στην οποία αποκρυπτογραφείται και εκδίδεται η εντολή αποκρυπτογράφησης σε καταχωρητές βάρδιαςγια τη διαχείριση κλειδιών. Ο αλγόριθμος αποκρυπτογράφησης βασίζεται στη μέτρηση των χρονικών διαστημάτων μεταξύ των διακοπών του μικροελεγκτή PIC18F252. Αν κοιτάξετε προσεκτικά το Σχήμα 8, θα παρατηρήσετε ορισμένα χαρακτηριστικά. Έτσι, εάν το διάστημα μεταξύ των διακοπών του μικροελεγκτή PIC18F252 ήταν ίσο με 2T, όπου T είναι η διάρκεια ενός μόνο παλμού RC5, τότε το λαμβανόμενο bit μπορεί να είναι 0 ή 1. Όλα εξαρτώνται από το bit που ήταν πριν από αυτό. Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα στο παρακάτω πρόγραμμα με αναλυτικά σχόλια. Ολόκληρο το έργο είναι διαθέσιμο για λήψη και χρήση για προσωπικούς σκοπούς. Κατά την επανεκτύπωση, απαιτείται σύνδεσμος.
