IR-kaukosäädin. Kaavio laitteiden kauko-ohjauksesta. Ideasta toteutukseen
Hei kaikki! Täällä puhumme siitä, kuinka tehdä yksinkertaisin IR-ohjaus (). Voit jopa ohjata tätä piiriä tavallisella television kaukosäätimellä. Varoitan heti, etäisyys ei ole suuri - noin 15 senttimetriä, mutta tämäkin tulos miellyttää työn aloittelijaa. Kotitekoisella lähettimellä kantama kaksinkertaistuu, eli se kasvaa noin 15 senttimetriä. Kaukosäädin on tehty yksinkertaisesti. Yhdistämme IR-LEDin 9 voltin "kruunuun" 100-150 ohmin vastuksen kautta, kun asennamme tavallisen painikkeen ilman lukitusta, liimaa se akkuun sähköteipillä, ja sähköteippi ei saa häiritä infrapunasäteilyä IR-LED.Kuvassa näkyvät kaikki elementit, joita tarvitsemme piirin kokoamiseen
2. Vastus 1 ohmille ja 300-500 ohmille (selvyyden vuoksi asetin kuvaan vastukset 300 ja 500 ohmille)
3. Trimmerin vastus 47 kom.
4. Transistori KT972A tai vastaava virraltaan ja rakenteeltaan.
5. Voit käyttää mitä tahansa pienjännitevaloa.
Kaaviokuva IR-ohjausvastaanotin yhdellä transistorilla:
Aloitetaan valotunnistimen valmistus. Hänen kaavionsa on otettu yhdestä hakuteoksesta. Ensin piirrämme taulun pysyvällä tussilla. Mutta voit tehdä tämän jopa ripustamalla asennusta, mutta se on suositeltavaa tehdä piirilevylle. Minun tauluni näyttää tältä:
No, nyt tietysti aloitetaan elementtien juottaminen. Transistorin juottaminen:
Juota 1 kOhm vastus (Kilohm) ja rakennusvastus.
Ja lopuksi juotamme viimeisen elementin - tämä on 300 - 500 ohmin vastus, asetin sen 300 ohmiin. Lähetetty kanssa kääntöpuoli painettu piirilevy, koska hän ei antanut minun koskea itseensä edestä mutaatiotassujen takia =)
Puhdistamme koko asian hammasharjalla ja alkoholilla, jotta jäljellä oleva hartsi pestään pois. Jos kaikki on koottu ilman virheitä ja valodiodi toimii kunnolla, se toimii heti. Video tämän suunnittelun toiminnasta on katsottavissa alla:
Videolla etäisyys on pieni, koska piti katsoa sekä kameraa että kaukosäädintä yhtä aikaa. Siksi en voinut tarkentaa kaukosäätimen suuntiin. Jos laitat valovastuksen valodiodin sijasta, se reagoi valoon, varmistin henkilökohtaisesti, että herkkyys on jopa parempi kuin alkuperäiset kaaviot valovastus. Annoin piiriin 12 V, se toimii hyvin - LED syttyy kirkkaasti, valovastuksen kirkkautta ja herkkyyttä säädetään. Tällä hetkellä valitsen tätä piiriä käyttäen elementtejä niin, että saan IR-vastaanottimelle virran 220 voltista, ja lampun lähtö on myös 220 V. Erityiset kiitokset toimitetusta kaaviosta: metsästäjäisännät . Materiaalin tarjoaa:
Kerättyään JDM ohjelmoija, aletaan etsiä jotain helposti toistettavaa kuviota. Melko usein nämä ovat banaalisia LED-vilkkuvaloja tai LED-kelloja, mutta ensimmäinen vaihtoehto käytännön sovellus tuskin yhtään, ja toinen ei useinkaan sovellu, ei siksi, että se olisi ei-toivottua, vaan koska radioamatöörillä, varsinkin aloittelijalla tai syrjäisellä alueella, ei aina ole tarvittavia komponentteja (esim. kvartsiresonaattori tai LED-merkkivalot).
Alla ehdotettu järjestelmä, joka on otettu Zhelezo-offin verkkosivustolta (http://aes.at.ua/publ/31-1-0-61), käyttää helpommin saavutettavia elementtejä.
Vaihdoin TSOP1738-valoanturin TSOP1736:een, mutta voit kokeilla vastaavia osia, jotka on poistettu viallisista laitteista.
Kaaviossa ilmoitetut mikro-ohjaimet on päivitetty eri laiteohjelmistoilla - molemmat laiteohjelmistoversiot voidaan ladata yllä mainitulta sivustolta.
Voit käyttää mitä tahansa relettä, jonka käämijännite on 12 volttia.
Hieman muista yksityiskohdista, koska joidenkin arvot eivät ole kovin selkeitä kaaviossa:
C1 - 220 uF 25 V;
C2 - 220 uF, vähintään 10 V;
C3 - 0,1 μF (tässä kirjoitusvirhe hiipi kirjoittajan kaavioon - seuraavan kondensaattorin, elektrolyyttisen, on oltava sarjanumero 4);
C4 - 4,7 uF 10 V;
R1 - 330 ohmia;
R2 - 1K;
R3 - 4,7 K;
T1 - BC547, KT315 tai muut vastaavat N-P-N-rakenteen transistorit;
LED - minkä tahansa tyyppinen ja värillinen LED;
D1 - 1N4148, 1N4007 tai analogit;
Painike - ilman kiinnitystä.
Stabilisaattori - mikä tahansa 5 volttia.
Kaukosäädin (RCU, kauko-ohjain, RCU, kauko-ohjainyksikkö) on elektroninen laite toisen elektronisen laitteen kauko- (kaukosäätimeen) etäohjaukseen. Niitä on sekä autonomisina että (paljon harvemmin) ei-autonomisina (langallisina) versioina. Rakenteellisesti - yleensä pieni laatikko, joka sisältää elektroninen piiri, ohjauspainikkeet ja autonominen virtalähde.
Kauko-ohjauspaneeleilla ohjataan liikkuvien kohteiden (lentokoneita, avaruusaluksia, laivoja jne.) järjestelmiä ja mekanismeja. tuotantoprosessit, viestintäjärjestelmät, sotilastilat. Niitä käytetään myös laajalti televisioiden, stereojärjestelmien, ääni- ja videosoittimien ja muiden kotitalouksien elektronisten laitteiden kauko-ohjaukseen (lähettää komentoja TV-kanavien, ääniraitojen, äänenvoimakkuuden säätämiseen jne.). Kodin kaukosäädin on pieni laite painikkeilla, toimii paristoilla ja lähettää komentoja infrapunasäteilyn kautta. Useimmat nykyaikaiset kulutuselektroniikot sisältävät rajoitetun määrän säätimiä rungossa ja täyden sarjan kaukosäätimessä.
Autohälyttimissä ja joissakin digikameroissa on ainutlaatuiset kaukosäätimet. Lisäksi löytyy kaukosäätimet robottien, lentokonemallien jne. ohjaamiseen (kuva 1.2).
Kuva 1.2 - Erilaisia kodinkoneiden kaukosäätimiä
1.2.1 Kaukosäätimen historia
Nikola Tesla keksi ja patentoi yhden varhaisimmista esimerkeistä kauko-ohjainlaitteista vuonna 1893.
Vuonna 1903 espanjalainen insinööri ja matemaatikko Leonardo Torres Quevedo esitteli Pariisin tiedeakatemiassa Telekinon, laitteen, joka oli robotti, joka suoritti kautta välitettyjä komentoja. elektromagneettiset aallot. Samana vuonna hän sai patentit Ranskassa, Espanjassa, Isossa-Britanniassa ja Yhdysvalloissa. Vuonna 1906 Bilbaon satamassa kuninkaan ja suuren yleisöjoukon läsnäollessa Torres esitteli keksintönsä ohjaten venettä laivasta. Myöhemmin hän yritti mukauttaa Telekinoa kuoriin ja torpedoihin, mutta hylkäsi projektin varojen puutteen vuoksi.
Ensimmäinen kauko-ohjattu lentokonemalli lanseerattiin vuonna 1932. Kaukosäätimen käyttöä sotilaallisiin tarkoituksiin työstettiin sitten intensiivisesti toisen maailmansodan aikana, esimerkiksi saksalaisessa Wasserfall-ilma-ohjusprojektissa.
Ensimmäisen television kaukosäätimen kehitti amerikkalainen Zenith Radio Corporation 1950-luvun alussa. Se oli kytketty televisioon kaapelilla. Vuonna 1955 kehitettiin langaton Flashmatic-kaukosäädin, joka perustui valonsäteen lähettämiseen valokennoa kohti. Valitettavasti valokenno ei pystynyt erottamaan kaukosäätimen valoa muista lähteistä tulevasta valosta. Lisäksi oli tarpeen osoittaa kaukosäädin tarkasti vastaanottimeen.
Vuonna 1956 itävaltalais-amerikkalainen Robert Adler kehitti langattoman Zenith Space Commander -kaukosäätimen. Se oli mekaaninen ja käytti ultraääntä kanavan ja äänenvoimakkuuden säätämiseen. Kun käyttäjä painoi painiketta, se napsahti ja osui levyyn. Jokainen levy tuotti eri taajuista kohinaa ja TV-piirit tunnistivat tämän kohinan. Transistorin keksintö teki mahdolliseksi tuottaa halpoja sähköisiä kaukosäätimiä, jotka sisältävät virtaa saavan pietsosähköisen kristallin sähköisku ja värähtelee taajuudella, joka ylittää ihmisen kuulon ylärajan (vaikka se on kuultavissa koirille). Vastaanottimessa oli mikrofoni, joka oli kytketty samalle taajuudelle viritettyyn piiriin. Joitakin ongelmia tässä menetelmässä oli se, että vastaanottimen voi laukaista luonnollinen kohina ja että jotkut ihmiset, erityisesti nuoret naiset, saattoivat kuulla korkeat ultraäänisignaalit. Oli jopa tapaus, jossa leluksylofoni saattoi vaihtaa kanavaa tämäntyyppisissä televisioissa, koska jotkin ksylofonin ylisävyistä olivat samalla taajuudella kuin kaukosäätimen signaalit.
Vuonna 1974 GRUNDIG ja MAGNAVOX julkaisivat ensimmäisen väritelevision IR-mikroprosessoriohjauksella. Televisiossa oli kuvaruutunäyttö (OSD) - kanavanumero näkyi näytön kulmassa.
Kehittyneempien kauko-ohjaintyyppien sysäys tuli 1970-luvun lopulla, kun BBC kehitti teksti-tv:n. Useimmissa tuolloin myydyissä kaukosäätimissä oli rajoitettu määrä toimintoja, joskus vain neljä: seuraava kanava, edellinen kanava, äänenvoimakkuuden lisääminen tai vähentäminen. Nämä kaukosäätimet eivät vastanneet teksti-tv:n tarpeita, joissa sivut oli numeroitu kolminumeroisin numeroin. Kaukosäätimessä, jolla voit valita teksti-tv-sivun, piti olla painikkeita numeroille 0-9, muita ohjauspainikkeita esimerkiksi tekstin ja kuvan välillä vaihtamiseen, sekä tavalliset television painikkeet äänenvoimakkuuden, kanavien, kirkkauden, väri. Ensimmäisissä teksti-tv-televisioissa oli langalliset kaukosäätimet teksti-tv-sivujen valintaan, mutta teksti-tv:n käytön kasvu osoitti tarpeen langattomat laitteet. Ja BBC:n insinöörit aloittivat neuvottelut televisiovalmistajien kanssa, mikä johti vuosina 1977-1978 prototyyppien ilmestymiseen, joilla oli paljon isompi setti toimintoja. Yksi yhtiöistä oli ITT, jonka mukaan myöhemmin nimettiin infrapunaviestintäprotokolla.
1980-luvulla Stephen Wozniak Omena perusti yrityksen CL9. Yrityksen tavoitteena oli luoda kaukosäädin, jolla voidaan ohjata useita elektroniset laitteet. Syksyllä 1987 CORE-moduuli esiteltiin. Sen etuna oli kyky "oppia" signaaleja eri laitteista. Sillä oli myös kyky suorittaa tiettyjä toimintoja määrättyinä aikoina sisäänrakennetun kellon ansiosta. Se oli myös ensimmäinen kaukosäädin, joka voitiin liittää tietokoneeseen ja ladata päivitetyllä ohjelmistokoodilla. COREllä ei ole ollut juurikaan vaikutusta markkinoihin. Se oli liian vaikea ohjelmoida keskivertokäyttäjälle, mutta se sai ylistäviä arvosteluja ihmisiltä, jotka pystyivät selvittämään sen ohjelmoinnin. Nämä esteet johtivat CL9:n purkamiseen, mutta yksi sen työntekijöistä jatkoi liiketoimintaa Celadon-brändin alla.
2000-luvun alkuun mennessä kodinkoneiden määrä kasvoi dramaattisesti. Kotiteatterin ohjaamiseen saatat tarvita viisi tai kuusi kaukosäädintä: satelliittivastaanottimesta, videonauhurista, DVD-soittimesta, televisiosta ja äänenvahvistimesta. Joitakin niistä on käytettävä peräkkäin, ja ohjausjärjestelmien pirstoutumisen vuoksi tämä on hankalaa. Monet asiantuntijat, mukaan lukien tunnettu asiantuntija ja modernin kaukosäätimen keksijä Robert Adler, ovat havainneet, kuinka hämmentävää ja kömpelöä voi olla useiden kaukosäätimien käyttö.
Infrapunaportilla varustettujen PDA-laitteiden syntyminen mahdollisti luomisen yleiset kaukosäätimet Kaukosäädin ohjelmoitavalla ohjauksella. Tämä menetelmä ei kuitenkaan ole yleistynyt korkeiden kustannustensa vuoksi. Erityiset universaalit oppimisohjauspaneelit eivät ole yleistyneet ohjelmoinnin ja käytön suhteellisen monimutkaisuuden vuoksi. Joitakin on myös mahdollista käyttää matkapuhelimet henkilökohtaisen tietokoneen kauko-ohjaukseen (Bluetooth-kanavan kautta).
Alla on kaavioita ja artikkeleita aiheesta "IR-säteet" radioelektroniikka- ja radioharrastussivustolla.
Mitä ovat "IR-säteet" ja missä sitä käytetään, kaavioita kotitekoisista laitteista, jotka liittyvät termiin "IR-säteet".
Kaaviokuva. Kuten edellinen versio, tämä lähetin tarjoaa lyhyen kantaman (jopa 10 m). Lisäksi emittereinä käytettävät LEDit ovat suuntaavia, jolloin mallia voidaan ohjata vain säteilytysalueen sisällä... Valodiodille VD1 syötetään komentosignaalin moduloimia IR-pulsseja. Valodiodin vaihtovirta emitteriseuraajan VT2 kautta syötetään kolmivaiheisen vahvistimen VT3-VT5 tuloon. Transistorissa VT1 on yksikkö, joka kompensoi... Tällä ampumaradalla ne ampuvat infrapunasäteilyn pulsseja. Ase sisältää virtalähteen ja tasajännitemuuntimen suorakulmaisiksi pulsseiksi, joiden kesto ja amplitudi määräytyvät kondensaattoreiden C2-C5 kapasitanssin mukaan. Infrapunalähettimeen saapuu pulssipaketti... Langattomat kuulokkeet mahdollistavat vastaanottamisen ääniraita TV, radiosignaali, nauhuri yhdessä keskikokoisessa huoneessa. Laite toimii perustuen taajuusmoduloidun valosignaalin lähetykseen infrapuna-alueella. Pakkaus sisältää... Erikoiskoodauksen käytön ansiosta integroidut piirit tätä laitetta voidaan käyttää ohjaamiseen keskuslukitus autossa, aktivoi autohälyttimen, autotallin ovet, portit, valaistuksen jne. Sarja koostuu kahdesta osasta: lähettimestä ja... Infrapunavastaanotinpiiri on suunniteltu siten, että se toimii minkä tahansa kaukosäätimen kanssa: TV-vastaanottimesta, satelliittivirittimestä, videonauhurista. Laite toimii useimpien kaukosäätimen painikkeiden kanssa. Vastaanotin toimii seuraavasti: signaali vastaanottodiodista... Objektien suojaamiseen käytetään optoelektronista estettä. Sen ansiosta voit kytkeä hälytyksen päälle, kun asiaton henkilö lähestyy kohdetta. Este käyttää infrapunasäteilyä, jonka säde välittyy lähettimestä vastaanottimeen. Säteen katkeaminen aiheuttaa muutoksen lähtötilassa... Videotekniikassa käytetyt vakiokaukosäädinjärjestelmät on tehty erikoistuneille mikropiireille ja ne tarjoavat erittäin suuren joukon komentoja. Mutta yksinkertaisten laitteiden ohjaamiseen ei tarvita niin suurta määrää komentoja. Periaatteessa jopa television operatiiviseen ohjaukseen... TRC1300N-mikropiiri on enkooderi/dekooderi kauko-ohjausjärjestelmille, jotka toimivat infrapunasäteitä käyttävän viestintäkanavan kautta tai radiokanavan kautta. Riippuen mikropiirin nastan 2 loogisesta tasosta, se toimii joko pulsseja generoivana kooderina tai... Valoa voidaan käyttää tiedonsiirtovälineenä. Tämä voi olla tavallista (näkyvää) valoa tai infrapunasäteilyä - infrapunasäteitä. Kaavioita yksinkertaisista optisista lähettimistä valopuhelimiin (valopuhelimiin), joissa käytetään yksinkertaisia hehkulamppuja, harkitaan sekä... USST-linjan kotimaan puolijohdetelevisiot ovat jo kokonaan poistuneet käytöstä, monet on heitetty pois ja purettu osiin. Mutta joillakin ihmisillä on edelleen täysin toimivat kopiot, joita käytetään yksinomaan dachassa. Itse asiassa meidän mökkimme ovat yleensä erittäin huonosti vartioituja (jos ollenkaan... Laite on suunniteltu ilmoittamaan henkilön pääsystä huoneeseen etuoven tai käytävän kautta. Piiri toimii infrapunasäteen ylittämisen periaatteella. se ylittää, musiikkihälytys aktivoituu, varoittaa henkilökuntaa, että hän on saapunut vieraalle tai asiakkaalle... Kaavio yksinkertaisesta kotitekoisesta valokuvatunnistimesta kuljettimella olevien esineiden valvontaan Tämä laite on suunniteltu kytkemään kuorma päälle, kun laatikko tai laatikko tulee sisään tietylle kuljettimen tai kuljetinhihnan alueelle ja sammuta kuorma, kun laatikko poistuu tältä alueelta. Laite on erittäin... Kotitekoinen IR-säteen leikkaus- tai heijastusanturi K561LP2-sirulla. Monet amatööriradioautomaatiopiirit käyttävät infrapunaantureita heijastukseen tai säteen leikkauspisteeseen, jotka on rakennettu kotitalouksien radioelektronisten kauko-ohjausjärjestelmien elementtipohjaan... Kaavio yksinkertaisesta kotitekoisesta digiboksista, joka on kytketty COM-porttiin tietokoneen ohjaamiseksi kaukosäädin. Moderni Henkilökohtainen tietokone, jos tarvittavat oheislaitteet ovat saatavilla ja ohjelmisto voi korvata kodin audio-videokeskuksen. Sinulla on oltava... Kaavio yksinkertaisesta kotitekoisesta rajanylitys- tai maahantulohälytyksestä infrapunasäteitä käyttäen. Joissakin tapauksissa on tarpeen ilmoittaa henkilön kulku huoneeseen, auton kulku alueelle, minkä tahansa esineen liikkuminen tai pääsy laatikkoon, laatikkoon... Alla on kuvaus yksinkertaisesta kahdesta -komento kaukosäädin IR-säteillä, jota voidaan käyttää ohjaamiseen erilaisia laitteita, ja, murtohälytin, elektroninen lukko kaukosäätimellä. Piiri perustuu kolmeen LM567-mikropiiriin ja yhteen... Järjestelmä on suunniteltu neljän kohteen itsenäiseen ohjaukseen. Kaukosäätimessä on neljä painiketta ja vastaanottimessa neljä lähtöä. Jokainen kaukosäätimen painike on vastuussa omasta vastaanottimen lähdöstä; jokainen painikkeen painallus muuttaa vastaavan vastaanottimen lähdön tilaa. Vastaanottimen lähdöt on varustettu... Kaikki tietävät, miksi mikrolaskin on olemassa, mutta käy ilmi, että se pystyy matemaattisten laskelmien lisäksi paljon muuhunkin. Huomaa, että jos painat “1”-painiketta, sitten “+” ja sitten “=”, niin jokaisella “=”-painikkeen painalluksella näytöllä näkyy numero... Laite on suunniteltu käynnistymään tai vaihda jotain, kun se tuodaan anturin käsiin tai muuhun heijastavaan pintaan. Herkkyyttä voidaan säätää laajalla alueella, ja vastealue vaihtelee useista metreistä useisiin senttimetreihin. Idea ylipäätään...03-01-2009
Jakorev Sergei
Johdanto
SISÄÄN Internet-verkot paljon yksinkertaiset laitteet perustuu Microchipin PIC16F- ja PIC18F-perheen ohjaimiin. Tuon huomionne melko monimutkaisen laitteen. Uskon, että tämä artikkeli on hyödyllinen kaikille, jotka kirjoittavat ohjelmia PIC18F:lle, koska voit käyttää ohjelman lähdekoodia oman reaaliaikaisen järjestelmän luomiseen. Tietoa tulee olemaan runsaasti teoriasta ja standardeista tämän projektin laitteisto- ja ohjelmistototeutukseen asti. Assembler-lähdekoodit toimitetaan täydellisillä kommenteilla. Siksi ohjelman ymmärtäminen ei ole vaikeaa.
Idea
Kuten aina, kaikki alkaa ideasta. Meillä on kartta Stavropolin alueesta. Kartalla on 26 alueen piiriä. Kartan koko on 2 x 3 m. On tarpeen säätää valittujen alueiden valaistusta. Ohjaus on suoritettava kauko-ohjauksella infrapuna-ohjauskanavan kautta, jäljempänä yksinkertaisesti IR- tai IR-kaukosäädin. Samalla ohjauskomennot on välitettävä PC-pohjaiselle ohjauspalvelimelle. Kun valitset alueen kartalta, hallintapalvelin näyttää lisätietoja näytössä. Palvelimen komentojen avulla voit hallita tietojen näyttämistä kartalla. Tehtävä on asetettu. Lopulta saimme sen, mitä näet kuvassa. Mutta ennen kuin tämä kaikki toteutui, meidän piti käydä läpi joitakin vaiheita ja ratkaista erilaisia teknisiä ongelmia.
Näkymä asennuspuolelta.
Laitteen toiminta-algoritmi
Tietonäytön ohjausjärjestelmää ei saa ohjata kaukosäätimellä vaikeampi valita ohjelmia televisiossa tai määrittämällä kappaleen numero CD-levyllä. Valmis kaukosäädin päätettiin ottaa Philipsin videonauhurista. Piirin numeron valinta asetetaan painamalla peräkkäin kaukosäätimen painikkeita "P+", sitten kahta numeropainiketta piirinumerolle, joka päättyy "P-". Kun valitset alueen ensimmäistä kertaa, se korostetaan (LED-taustavalo syttyy), ja kun valitset alueen uudelleen, valinta poistetaan.
Protokolla kortin hallintaan PC-ohjauspalvelimelta.
1. Lähtevät komennot, ts. komennot, jotka tulevat laitteesta tietokoneeseen:
1.1. Kun kytket laitteeseen virran, tietokone vastaanottaa komennon: MAP999
1.2. Kun kytket alueen päälle: KARTTA(aluenumero)1
1.3. Kun sammutat alueen: MAP(aluenumero)0
1.4. Kun koko kartta on päällä: MAP001
1.5. Kun koko kartta sammutetaan: MAP000
2. Saapuvat komennot:
2.1. Ota koko kartta käyttöön: MAP001
2.2. Sammuta koko kartta: MAP000
2.3. Sisällytä alue: KARTTA(aluenumero)1
2.4. Poista alue käytöstä: KARTTA(aluenumero)0
2.5. Vastaanota tietoja sisällytetyistä alueista: MAP999 Tämän komennon perusteella tiedot kaikista sisällytetyistä alueista lähetetään lausekkeen 1.2 muodossa (ikään kuin kaikki sisällytetyt alueet otettaisiin uudelleen käyttöön).
2.6. Vastaanota tietoja vammaisista alueista: MAP995 Tämän komennon perusteella lähetetään tiedot kaikista vammaisista alueista lausekkeen 1.3 muodossa (ikään kuin kaikki vammaiset alueet kytkettäisiin jälleen pois päältä).
Kun viimeinen käytössä oleva alue kytketään pois päältä, tulisi myös saada komento "sammuta koko kartta pois päältä".
Kun kytketään päälle viimeinen ulkopuolinen alue, tulee myös saada komento "käännä koko kartta päälle".
Aluenumero on ASCII-numeroisia merkkejä (0x30-0x39).
Ideasta toteutukseen
Ennakoimalla, että kaukosäätimen oman kotelon tekeminen voi olla varsin vaikea ongelma, päätettiin ottaa sarjalaitteesta valmis kaukosäädin. IR-ohjausjärjestelmän perustaksi valittiin RC5-muotoinen IR-ohjauskomentojärjestelmä. Tällä hetkellä sitä käytetään laajalti erilaisten laitteiden ohjaamiseen. kaukosäädin(DU) IR-säteillä. Ehkä ensimmäinen kodinkonetyyppi, joka käytti IR-kaukosäädintä, oli televisio. Nykyään kaukosäädin on saatavilla useimmissa kodin ääni- ja videolaitteissa. Jopa kannettava musiikkikeskuksia Viime aikoina ne on yhä enemmän varustettu kauko-ohjausjärjestelmällä. Mutta kodinkoneet eivät ole ainoa kaukosäätimen käyttöalue. Kaukosäätimellä varustetut laitteet ovat melko yleisiä sekä tuotannossa että tieteellisissä laboratorioissa. Maailmassa on melko paljon yhteensopimattomia infrapunakaukosäädinjärjestelmiä. Yleisimmin käytetty järjestelmä on RC-5. Tätä järjestelmää käytetään monissa televisioissa, myös kotimaisissa televisioissa. Tällä hetkellä eri tehtaat tuottavat useita muunnelmia RC-5-kaukosäätimistä, ja joissakin malleissa on melko kunnollinen muotoilu. Näin voit hankkia kotitekoisen laitteen infrapunakaukosäätimellä alhaisin kustannuksin. Ohittaen yksityiskohtia siitä, miksi juuri tämä järjestelmä valittiin, tarkastellaan teoriaa RC5-muotoon perustuvan järjestelmän rakentamisesta.
Teoria
Ymmärtääksesi kuinka ohjausjärjestelmä toimii, sinun on ymmärrettävä, mikä signaali infrapunakaukosäätimen lähdössä on.
Philips on kehittänyt RC-5-infrapunakaukosäädinjärjestelmän kodinkoneiden ohjaustarpeisiin. Kun painamme kaukosäätimen painiketta, lähetinsiru aktivoituu ja tuottaa pulssisarjan, jonka täyttötaajuus on 36 KHz. LEDit muuttavat nämä signaalit infrapunasäteilyksi. Lähetetyn signaalin vastaanottaa fotodiodi, joka taas muuttaa IR-säteilyn sähköimpulsseiksi. Vastaanotinsiru vahvistaa ja demoduloi nämä pulssit. Sitten ne syötetään dekooderille. Dekoodaus tehdään yleensä ohjelmistossa mikro-ohjaimella. Puhumme tästä yksityiskohtaisesti dekoodausta käsittelevässä osassa. RC5-koodi tukee 2048 komentoa. Nämä joukkueet muodostavat 32 ryhmää (järjestelmää), joissa kussakin on 64 joukkuetta. Jokaista järjestelmää käytetään ohjaamaan tiettyä laitetta, kuten televisiota, videonauhuria jne.
IR-ohjausjärjestelmien kehityksen kynnyksellä signaalin generointi tapahtui laitteistossa. Tätä tarkoitusta varten kehitettiin erikoistuneita IC:itä, ja nykyään yhä useammin kaukosäätimiä tehdään mikro-ohjaimen pohjalta.
Yksi yleisimmistä lähetinsiruista on SAA3010-siru. Katsotaanpa lyhyesti sen ominaisuuksia.
- Syöttöjännite - 2...7 V
- Virrankulutus valmiustilassa - enintään 10 µA
- Suurin lähtövirta - ±10 mA
- Suurin kellotaajuus - 450 KHz
SAA3010-sirun lohkokaavio on esitetty kuvassa 1.
Kuva 1. SAA3010 IC:n lohkokaavio.
SAA3010-sirun nastojen kuvaus on annettu taulukossa:
| Johtopäätös | Nimitys | Toiminto |
| 1 | X7 | Painikematriisin syöttörivit |
| 2 | SSM | Toimintatilan valintatulo |
| 3-6 | Z0-Z3 | Painikematriisin syöttörivit |
| 7 | MDATA | Moduloitu lähtö, 1/12 ontelotaajuus, 25 % käyttösuhde |
| 8 | TIEDOT | Lähtö |
| 9-13 | DR7-DR3 | Skannaustulosteet |
| 14 | VSS | Maapallo |
| 15-17 | DR2-DR0 | Skannaustulosteet |
| 18 | O.S.C. | Generaattorin tulo |
| 19 | TP2 | Testitulo 2 |
| 20 | TP1 | Testitulo 1 |
| 21-27 | X0-X6 | Painikematriisin syöttörivit |
| 28 | VDD | Syöttöjännite |
Lähetinsiru on kaukosäätimen perusta. Käytännössä samalla kaukosäätimellä voidaan ohjata useita laitteita. Lähetinsiru voi osoittaa 32 järjestelmää kahdessa eri tilassa: yhdistetty ja yksijärjestelmätila. Yhdistetyssä tilassa valitaan ensin järjestelmä ja sitten komento. Valitun järjestelmän numero (osoitekoodi) tallennetaan erityiseen rekisteriin ja lähetetään tähän järjestelmään liittyvä komento. Siten minkä tahansa komennon lähettäminen edellyttää kahden painikkeen peräkkäistä painamista. Tämä ei ole täysin kätevää ja on perusteltua vain, kun työskentelet samanaikaisesti useiden järjestelmien kanssa. Käytännössä lähetintä käytetään useammin yksijärjestelmätilassa. Tässä tapauksessa järjestelmän valintapainikkeiden matriisin sijaan asennetaan hyppyjohdin, joka määrittää järjestelmän numeron. Tässä tilassa minkä tahansa komennon lähettäminen vaatii vain yhden painikkeen painamisen. Kytkimen avulla voit työskennellä useiden järjestelmien kanssa. Ja tässä tapauksessa tarvitaan vain yksi painikkeen painallus komennon lähettämiseen. Lähetetty komento liittyy kytkimellä parhaillaan valittuun järjestelmään.
Yhdistetyn tilan käyttöön ottamiseksi SSM (Single System Mode) -lähettimen nasta on asetettava matalalle. Tässä tilassa lähettimen IC toimii seuraavasti: Lepotilan aikana lähettimen X- ja Z-linjat ohjataan korkealle sisäisellä p-kanavan vetotransistoreilla. Kun X-DR- tai Z-DR-matriisin painiketta painetaan, näppäimistön palautusjakso käynnistyy. Jos painike on suljettuna 18 kellojakson ajan, "generaattorin aktivointi" -signaali on kiinteä. Palautusjakson lopussa DR-lähdöt sammutetaan ja kaksi skannausjaksoa käynnistetään, jolloin kukin DR-lähtö vuorollaan kytketään päälle. Ensimmäinen tarkistusjakso havaitsee Z-osoitteen, toinen tarkistus havaitsee X-osoitteen. Kun Z-tulo (järjestelmämatriisi) tai X-tulo (komentomatriisi) havaitaan nollatilassa, osoite lukitaan. Kun painat painiketta järjestelmämatriisissa, viimeinen komento lähetetään (eli kaikki komentobitit ovat yhtä suuria kuin yksi) valitussa järjestelmässä. Tämä komento lähetetään, kunnes järjestelmän valintapainike vapautetaan. Kun painiketta painetaan komentomatriisissa, komento lähetetään yhdessä salparekisteriin tallennetun järjestelmäosoitteen kanssa. Jos painike vapautetaan ennen lähetyksen alkamista, nollaus tapahtuu. Jos siirto on alkanut, painikkeen tilasta riippumatta se suoritetaan kokonaan. Jos useampaa kuin yhtä Z- tai X-painiketta painetaan samanaikaisesti, generaattori ei käynnisty.
Yhden järjestelmän tilan käyttöön ottamiseksi SSM-nastan on oltava korkealla ja järjestelmän osoite on asetettava sopivalla jumpperilla tai kytkimellä. Tässä tilassa lähettimen X-linjat ovat korkeassa tilassa levon aikana. Samalla Z-linjat kytketään pois päältä virrankulutuksen estämiseksi. Ensimmäisessä kahdesta skannausjaksosta järjestelmän osoite määritetään ja tallennetaan salparekisteriin. Toisessa jaksossa määritetään komennon numero. Tämä komento lähetetään yhdessä salparekisteriin tallennetun järjestelmäosoitteen kanssa. Jos Z-DR jumpperia ei ole, koodeja ei lähetetä.
Jos painike vapautetaan koodilähetysten välillä, tapahtuu nollaus. Jos painike vapautetaan palautustoimenpiteen aikana tai sensorin skannauksen aikana, mutta ennen kuin painikkeen painallus havaitaan, myös nollaus tapahtuu. Lähdöissä DR0 - DR7 on avoin tyhjennys ja transistorit ovat auki levossa.
RC-5-koodissa on ylimääräinen ohjausbitti, joka käännetään aina, kun painike vapautetaan. Tämä bitti ilmoittaa dekooderille, pidetäänkö painiketta painettuna vai onko tapahtunut uusi painallus. Ohjausbitti käännetään vasta kun lähetys on täysin valmis. Skannausjaksot suoritetaan ennen jokaista lähetystä, joten vaikka vaihtaisitkin painetun painikkeen toiseen lähetyksen aikana, järjestelmänumero ja komennot välitetään silti oikein.
OSC-nasta on 1-nastainen oskillaattorin tulo/lähtö, ja se on suunniteltu kytkemään keraaminen resonaattori taajuudella 432 KHz. On suositeltavaa kytkeä resonaattorin kanssa sarjaan vastus, jonka resistanssi on 6,8 Kom.
Testitulot TP1 ja TP2 on kytkettävä maahan normaalin käytön aikana. Kun TP1:n logiikkataso on korkea, skannaustaajuus kasvaa, ja kun TP2:n logiikkataso on korkea, siirtorekisterin taajuutta kasvatetaan.
Lepotilassa DATA- ja MDATA-lähdöt ovat Z-tilassa. Lähettimen MDATA-lähdössä generoiman pulssisekvenssin täyttötaajuus on 36 kHz (1/12 kellogeneraattorin taajuudesta) ja käyttösuhde 25 %. Sama sekvenssi luodaan DATA-lähtöön, mutta ilman täyttöä. Tätä lähtöä käytetään, kun lähetinsiru toimii sisäänrakennetun näppäimistön ohjaimena. DATA-lähdön signaali on täysin identtinen kaukosäätimen vastaanottimen mikropiirin lähdön kanssa (mutta toisin kuin vastaanottimessa, siinä ei ole inversiota). Molemmat signaalit voidaan käsitellä samalla dekooderilla. SAA3010:n käyttäminen sisäänrakennetun näppäimistöohjaimena on joissain tapauksissa erittäin kätevää, koska mikro-ohjain käyttää vain yhtä keskeytystuloa jopa 64 painikkeen matriisin pollaamiseen. Lisäksi lähettimen mikropiiri sallii +5 V syöttöjännitteen.
Lähetin luo 14-bittisen datasanan, jonka muoto on seuraava:
Kuva 2. RC-5-koodidatan sanamuoto.
Aloitusbitit on tarkoitettu AGC:n asettamiseen vastaanottimen IC:ssä. Ohjausbitti on merkki uudesta puristimesta. Kellon kesto on 1,778 ms. Niin kauan kuin painiketta pidetään painettuna, datasana lähetetään 64 kellojakson välein, ts. 113,778 ms (kuva 2).
Kaksi ensimmäistä pulssia ovat käynnistyspulsseja, ja molemmat ovat loogisia "1". Huomaa, että puolet bitistä (tyhjä) kulkee ennen kuin vastaanottaja määrittää viestin todellisen alun.
Laajennettu RC5-protokolla käyttää vain yhtä aloitusbittiä. S2-bitti muunnetaan ja lisätään komennon kuudenteen bittiin, jolloin muodostuu yhteensä 7 komentobittiä.
Kolmas bitti on ohjausbitti. Tämä bitti käännetään aina, kun näppäintä painetaan. Tällä tavalla vastaanotin voi erottaa näppäimen, joka pysyy painettuna, vai näppäimen, jota painetaan säännöllisesti.
Seuraavat 5 bittiä edustavat IR-laitteen osoitetta, joka lähetetään ensimmäisen LSB:n kanssa. Osoitetta seuraa 6 komentobittiä.
Viesti sisältää 14 bittiä ja sen kokonaiskesto on tauon kanssa 25,2 ms. Joskus viesti voi olla lyhyempi, koska S1-aloitusbitin ensimmäinen puolisko jätetään tyhjäksi. Ja jos komennon viimeinen bitti on looginen "0", niin viestibitin viimeinen osa on myös tyhjä.
Jos näppäintä pidetään painettuna, viesti toistuu 114 ms:n välein. Ohjausbitti pysyy samana kaikissa viesteissä. Tämä on signaali vastaanottimen ohjelmistolle, joka tulkitsee tämän automaattiseksi toistoksi.
Hyvän kohinansietokyvyn varmistamiseksi käytetään kaksivaiheista koodausta (kuva 3).
Kuva 3. Koodaus "0" ja "1" RC-5-koodissa.
Kun käytät RC-5-koodia, saatat joutua laskemaan keskimääräisen virrankulutuksen. Tämä on melko helppo tehdä, jos käytät kuvaa. 4, jossa näkyy paketin yksityiskohtainen rakenne.
Kuva 4. RC-5-paketin yksityiskohtainen rakenne.
Jotta varmistetaan, että laitteet vastaavat yhtäläisesti RC-5-komentoihin, koodit jaetaan hyvin erityisellä tavalla. Tämän standardoinnin ansiosta lähettimet voidaan suunnitella ohjaamaan erilaisia laitteita. Samoilla komentokoodeilla samoille toiminnoille erilaisia laitteita Lähetin, jossa on suhteellisen pieni määrä painikkeita, voi ohjata samanaikaisesti esimerkiksi audiokompleksia, televisiota ja videonauhuria.
Joidenkin kotitalouslaitteiden järjestelmänumerot on annettu alla:
0 - televisio (TV)
2 - Teksti-TV
3 - Videotiedot
4 - Videosoitin (VLP)
5 - Videonauhuri (VCR)
8 - Videoviritin (Sat.TV)
9 - Videokamera
16 - Äänen esivahvistin
17 - Viritin
18 - Nauhuri
20 - Kompakti soitin (CD)
21 - Levysoitin (LP)
29 - Valaistus
Loput järjestelmänumerot on varattu tulevaa standardointia tai kokeellista käyttöä varten. Myös joidenkin komentokoodien ja toimintojen vastaavuus on standardoitu.
Joidenkin toimintojen komentokoodit on annettu alla:
0-9 - Digitaaliset arvot 0-9
12 - Valmiustila
15 - Näyttö
13 - mykistys
16 - äänenvoimakkuus +
17 - tilavuus -
30 - haku eteenpäin
31 - etsi takaisin
45 - poisto
48 - tauko
50 - kelaa taaksepäin
51 - kelaus eteenpäin
53 - toisto
54 - pysäkki
55 - sisäänpääsy
Lähetinsiruun perustuvan täydellisen infrapunakaukosäätimen rakentamiseen tarvitaan myös LED-ohjain, joka pystyy tuottamaan suuren pulssivirran. Nykyaikaiset LEDit toimivat kaukosäätimissä, kun pulssivirrat noin 1 A. On erittäin kätevää rakentaa LED-ajuri matalan kynnyksen (logiikkatason) MOS-transistorille, esimerkiksi KP505A. Esimerkki kaukosäätimen piirikaaviosta on esitetty kuvassa. 5.
Kuva 5. Kaaviokaavio RC-5-kaukosäätimestä.
Järjestelmänumero asetetaan nastojen Zi ja DRj välissä olevalla hyppyjohdolla. Järjestelmän numero tulee olemaan seuraava:
Komentokoodi, joka lähetetään, kun painetaan painiketta, joka sulkee Xi-rivin DRj-rivillä, lasketaan seuraavasti:
IR-etävastaanottimen on palautettava kaksivaiheinen koodattu data ja sen on reagoitava suuriin, nopeisiin signaalinvoimakkuuden muutoksiin häiriöistä riippumatta. Pulssin leveys vastaanottimen lähdössä saa poiketa nimellisarvosta enintään 10 %. Vastaanottimen tulee olla epäherkkä jatkuvalle ulkoiselle valolle. Kaikkien näiden vaatimusten täyttäminen on melko vaikeaa. IR-kaukosäätimen vastaanottimen vanhemmat toteutukset, jopa erikoissiruja käyttävät, sisälsivät kymmeniä komponentteja. Tällaiset vastaanottimet käyttivät usein resonanssipiirejä, jotka oli viritetty 36 kHz:iin. Kaikki tämä teki suunnittelusta vaikean valmistaa ja konfiguroida ja vaati hyvän suojauksen käyttöä. Viime aikoina kolminapaiset integroidut IR-kaukosäätimen vastaanottimet ovat yleistyneet. Yhdessä paketissa ne yhdistävät valodiodin, esivahvistimen ja ohjaimen. Lähtö tuottaa tavallisen TTL-signaalin ilman täyttöä taajuudella 36 KHz, joka sopii mikro-ohjaimen jatkokäsittelyyn. Tällaisia vastaanottimia valmistavat monet yritykset, nämä ovat Siemensin SFH-506, Temicin TFMS5360, Integral-ohjelmiston ILM5360 ja muut. Tällä hetkellä tällaisista mikropiireistä on enemmän pienoisversioita. Koska RC-5:n lisäksi on muitakin standardeja, jotka eroavat erityisesti täyttötaajuuden suhteen, on olemassa integroituja vastaanottimia eri taajuuksille. RC-5-koodin käyttämiseksi sinun tulee valita mallit, jotka on suunniteltu täyttötaajuudelle 36 KHz.
IR-kaukosäätimen vastaanottimena voit käyttää myös muotojavahvistimella varustettua valodiodia, joka voi olla erikoistunut KR1568HL2-mikropiiri. Tällaisen vastaanottimen kaavio on esitetty kuvassa 6.
Kuva 6. KR1568HL2-mikropiiriin perustuva vastaanotin.
Tietonäytön ohjausjärjestelmäksi valitsin integroidun IR-kaukosäätimen vastaanottimen. TSOP1736-mikropiiriin on asennettu erittäin herkkä PIN-valodiodi optisen säteilyn vastaanottimeksi, jonka signaali syötetään tulovahvistimeen, joka muuntaa valodiodin lähtövirran jännitteeksi. Muunnettu signaali syötetään AGC:llä varustettuun vahvistimeen ja sitten kaistanpäästösuotimeen, joka erottaa 36 kHz:n toimintataajuuden omaavat signaalit kohinasta ja häiriöistä. Valittu signaali syötetään demodulaattoriin, joka koostuu ilmaisimesta ja integraattorista. Pulssien välisissä tauoissa AGC-järjestelmä kalibroidaan. Tätä ohjataan ohjauspiirillä. Tämän rakenteen ansiosta mikropiiri ei reagoi jatkuviin häiriöihin edes toimintataajuudella. Aktiivinen lähtötaso on alhainen. Mikropiiri ei vaadi ulkoisten elementtien asentamista toimiakseen. Kaikki sen osat, mukaan lukien valoilmaisin, on suojattu ulkoisilta häiriöiltä sisäisellä sähkönäytöllä ja täytetty erityisellä muovilla. Tämä muovi on suodatin, joka katkaisee optiset häiriöt näkyvällä valoalueella. Kaikkien näiden toimenpiteiden ansiosta mikropiirille on ominaista erittäin korkea herkkyys ja pieni väärien signaalien todennäköisyys. Integroidut vastaanottimet ovat kuitenkin erittäin herkkiä virtalähteen kohinalle, joten on aina suositeltavaa käyttää suodattimia, esimerkiksi RC. Ulkomuoto integroidun valotunnistimen ja tappien sijainnit on esitetty kuvassa. 7.
Kuva 7. Integroitu RC-5-vastaanotin.
RC-5:n dekoodaus
Koska laitteemme perustana on PIC18F252-mikro-ohjain, puramme RC-5-koodin ohjelmistossa. Verkossa tarjottavat RC5-koodin vastaanottoalgoritmit eivät yleensä sovellu reaaliaikaisille laitteille, kuten laitteellemme. Suurin osa ehdotetuista algoritmeista käyttää ohjelmistosilmukoita aikaviiveiden ja mittausvälien luomiseen. Tämä ei sovi meidän tapaukseen. Päätettiin käyttää PIC18F252-mikrokontrollerin INT-tulon signaalin heikkenemiseen perustuvia keskeytyksiä, mitata ajoitusparametrit PIC18F252-mikrokontrollerin TMR0:lla, sama ajastin muodostaa keskeytyksen, kun seuraavan pulssin odotusaika on kulunut umpeen, ts. kun kahden lähetyksen välillä oli tauko. Demoduloitu signaali DA1-mikropiirin lähdöstä syötetään mikro-ohjaimen INT0-tuloon, jossa sen salaus puretaan ja annetaan salauspurkukäsky siirtää rekistereitä avainten ohjaamiseksi. Salauksen purkualgoritmi perustuu PIC18F252-mikro-ohjaimen keskeytysten välisten aikavälien mittaamiseen. Jos katsot tarkasti kuvaa 8, huomaat joitakin ominaisuuksia. Joten jos PIC18F252-mikrokontrollerin keskeytysväli oli 2T, jossa T on yhden RC5-pulssin kesto, niin vastaanotettu bitti voi olla 0 tai 1. Kaikki riippuu siitä, mikä bitti oli sitä ennen. Tämä näkyy hyvin selvästi alla olevassa ohjelmassa yksityiskohtaisilla kommenteilla. Koko projekti on ladattavissa ja käytettävä henkilökohtaisiin tarkoituksiin. Uudelleentulostuksessa tarvitaan linkki.
