Dispositivo di controllo remoto IR. Schema di controllo remoto dei dispositivi. Dall'idea alla realizzazione
Ciao a tutti! Qui parleremo di come realizzare il controllo IR più semplice (). Puoi persino controllare questo circuito con un normale telecomando TV. Ti avverto subito, la distanza non è grande - circa 15 centimetri, ma anche questo risultato piacerà a un principiante nel lavoro. Con un trasmettitore fatto in casa, la portata raddoppia, cioè aumenta di circa altri 15 centimetri. Il telecomando è realizzato semplicemente. Colleghiamo il LED IR alla "corona" da 9 volt tramite un resistore da 100-150 ohm, installando un pulsante normale senza bloccarlo, incolliamolo alla batteria con nastro isolante e il nastro isolante non deve interferire con la radiazione infrarossa di il LED IR.La foto mostra tutti gli elementi di cui abbiamo bisogno per assemblare il circuito
2. Resistore per 1 ohm e per 300-500 ohm (per chiarezza, nella foto ho posizionato resistori per 300 e 500 ohm)
3. Resistenza trimmer per 47 kom.
4. Transistor KT972A o simile nella corrente e nella struttura.
5. È possibile utilizzare qualsiasi LED a bassa tensione.
Diagramma schematico Ricevitore di controllo IR su un transistor:
Iniziamo a creare un fotorilevatore. Il suo diagramma è stato preso da un libro di consultazione. Per prima cosa disegniamo il tabellone con un pennarello indelebile. Ma puoi farlo anche con l'installazione sospesa, ma è consigliabile farlo su PCB. La mia scheda è simile a questa:
Bene, ora, ovviamente, iniziamo a saldare gli elementi. Saldatura del transistor:
Saldare un resistore da 1 kOhm (Kilohm) e un resistore di costruzione.
E infine saldiamo l'ultimo elemento: questo è un resistore da 300 - 500 Ohm, l'ho impostato su 300 Ohm. Pubblicato con rovescio scheda a circuito stampato, perché non mi permetteva di toccarlo frontalmente, a causa delle sue zampe mutanti =)
Puliamo il tutto con uno spazzolino da denti e alcool per lavare via la colofonia rimanente. Se tutto è assemblato senza errori e il fotodiodo funziona correttamente, funzionerà immediatamente. Di seguito è possibile vedere un video di questo progetto in azione:
Nel video la distanza è piccola perché dovevi guardare contemporaneamente sia la fotocamera che il telecomando. Pertanto non sono riuscito a mettere a fuoco le direzioni del telecomando. Se metti una fotoresistenza al posto del fotodiodo, reagirà alla luce, ho verificato personalmente che la sensibilità è addirittura migliore che in diagrammi originali fotoresistenza. Ho fornito 12 V al circuito, funziona bene: il LED si illumina intensamente, la luminosità e la sensibilità della fotoresistenza vengono regolate. Attualmente, utilizzando questo circuito, sto selezionando gli elementi in modo da poter alimentare il ricevitore IR da 220 volt e anche l'uscita per la lampadina è 220 V. Un ringraziamento speciale per lo schema fornito: thehunteronghosts . Materiale fornito da:
Avendo raccolto Programmatore JDM, iniziamo a cercare qualche schema facile da ripetere. Molto spesso si tratta di banali luci lampeggianti a LED o orologi a LED, ma la prima opzione applicazione pratica quasi nessuno, e la seconda spesso non è adatta, non perché sia indesiderabile, ma perché un radioamatore, soprattutto alle prime armi o che vive nell'entroterra, non sempre ha i componenti necessari (ad esempio, risuonatore al quarzo o indicatori LED).
Lo schema proposto di seguito, tratto dal sito Zhelezo-off (http://aes.at.ua/publ/31-1-0-61), utilizza elementi più accessibili.
Ho sostituito il fotosensore TSOP1738 con un TSOP1736, ma puoi sperimentare parti simili rimosse da apparecchiature difettose.
I microcontrollori indicati nello schema vengono flashati con firmware diversi: entrambe le versioni del firmware possono essere scaricate dal sito sopra menzionato.
È possibile utilizzare qualsiasi relè con una tensione di avvolgimento di 12 volt.
Un po' sui restanti dettagli, poiché i valori di alcuni di essi non sono molto chiari nel diagramma:
C1 - 220 µF 25 V;
C2 - 220 µF, almeno 10 V;
C3 - 0,1 μF (qui un errore di battitura si è insinuato nel diagramma dell'autore: il condensatore successivo, elettrolitico, deve avere il numero di serie 4);
C4 - 4,7 µF 10 V;
R1-330 Ohm;
R2-1K;
R3-4,7K;
T1 - BC547, KT315 o altri transistor simili della struttura N-P-N;
LED - LED di qualsiasi tipo e colore a scelta;
D1 - 1N4148, 1N4007 o analoghi;
Pulsante - senza fissazione.
Stabilizzatore: qualsiasi 5 volt.
Il telecomando (RCU, telecomando, RCU, telecomando) è un dispositivo elettronico per il controllo remoto (a distanza) di un altro dispositivo elettronico a distanza. Esistono sia in versione autonoma che (molto meno frequentemente) non autonoma (cablata). Strutturalmente - di solito una piccola scatola contenente circuito elettronico, pulsanti di controllo e alimentazione autonoma.
I pannelli di controllo remoto vengono utilizzati per controllare sistemi e meccanismi su oggetti mobili (aerei, astronavi, navi, ecc.), controllo processi di produzione, sistemi di comunicazione, strutture militari. Sono anche ampiamente utilizzati per il controllo remoto di televisori, impianti stereo, lettori audio e video e altre apparecchiature elettroniche domestiche (invio di comandi per cambiare canale TV, tracce audio, controllo del volume, ecc.). Un telecomando domestico lo è piccolo dispositivo con pulsanti, alimentazione a batterie e invio comandi tramite radiazione infrarossa. La maggior parte dei moderni dispositivi elettronici di consumo contiene un set limitato di controlli sul corpo e un set completo sul telecomando.
Gli allarmi delle auto e alcune fotocamere digitali hanno telecomandi unici. Esistono anche telecomandi per controllare robot, modelli di aerei, ecc. (Figura 1.2).
Figura 1.2 - Vari telecomandi per elettrodomestici
1.2.1 Storia del telecomando
Uno dei primi esempi di dispositivi di controllo remoto fu inventato e brevettato da Nikola Tesla nel 1893.
Nel 1903, l'ingegnere e matematico spagnolo Leonardo Torres Quevedo presentò all'Accademia delle Scienze di Parigi il Telekino, un dispositivo che era un robot che eseguiva comandi trasmessi tramite onde elettromagnetiche. Nello stesso anno riceve brevetti in Francia, Spagna, Gran Bretagna e USA. Nel 1906, nel porto di Bilbao, alla presenza del re e di una grande folla di spettatori, Torres presentò la sua invenzione, governando una barca da una nave. Successivamente tentò di adattare la Telekino per proiettili e siluri, ma abbandonò il progetto per mancanza di fondi.
Il primo modello di aereo telecomandato fu lanciato nel 1932. L'utilizzo del telecomando per scopi militari fu poi oggetto di intensi studi durante la seconda guerra mondiale, ad esempio nel progetto missilistico terra-aria tedesco Wasserfall.
Il primo telecomando TV è stato sviluppato dalla società americana Zenith Radio Corporation all'inizio degli anni '50. Era collegato alla TV con un cavo. Nel 1955 fu sviluppato il telecomando senza fili Flashmatic, basato sull'invio di un raggio di luce verso una fotocellula. Purtroppo la fotocellula non è riuscita a distinguere la luce del telecomando da quella proveniente da altre fonti. Inoltre era necessario puntare il telecomando esattamente verso il ricevitore.
Nel 1956, l'austriaco-americano Robert Adler sviluppò il telecomando wireless Zenith Space Commander. Era meccanico e utilizzava gli ultrasuoni per impostare il canale e il volume. Quando l'utente ha premuto il pulsante, ha fatto clic e ha colpito la piastra. Ogni piastra produceva un rumore di frequenza diversa e i circuiti televisivi riconoscevano questo rumore. L'invenzione del transistor ha permesso di produrre telecomandi elettrici economici che contengono un cristallo piezoelettrico che alimenta elettro-shock e oscillante a una frequenza superiore al limite superiore dell'udito umano (sebbene udibile dai cani). Il ricevitore conteneva un microfono collegato ad un circuito sintonizzato sulla stessa frequenza. Alcuni problemi con questo metodo erano che il ricevitore poteva essere attivato dal rumore naturale e che alcune persone, soprattutto le giovani donne, potevano sentire i segnali ultrasonici acuti. C'è stato anche un caso in cui uno xilofono giocattolo poteva cambiare canale su questo tipo di TV perché alcuni toni dello xilofono avevano la stessa frequenza dei segnali del telecomando.
Nel 1974 GRUNDIG e MAGNAVOX lanciarono il primo televisore a colori con controllo a microprocessore IR. La TV aveva un display su schermo (OSD): il numero del canale veniva visualizzato nell'angolo dello schermo.
L'impulso per tipi di telecomandi più sofisticati arrivò alla fine degli anni '70, quando il televideo fu sviluppato dalla BBC. La maggior parte dei telecomandi venduti all'epoca aveva un set limitato di funzioni, a volte solo quattro: canale successivo, canale precedente, volume su o giù. Questi telecomandi non soddisfacevano le esigenze del televideo, dove le pagine erano numerate con numeri a tre cifre. Il telecomando, che permetteva di selezionare una pagina del televideo, doveva avere pulsanti per i numeri da 0 a 9, altri pulsanti di controllo, ad esempio per passare da testo a immagine, nonché normali pulsanti televisivi per volume, canali, luminosità, colore. I primi televisori con televideo avevano telecomandi cablati per selezionare le pagine del televideo, ma la crescita nell'uso del televideo ha mostrato la necessità di dispositivi senza fili. E gli ingegneri della BBC iniziarono trattative con i produttori di televisori, che portarono nel 1977-1978 alla comparsa di prototipi che avevano molto insieme più grande funzioni. Una delle società era ITT, da cui in seguito prese il nome il protocollo di comunicazione a infrarossi.
Negli anni '80, Stephen Wozniak di Mela ha fondato la società CL9. L'obiettivo dell'azienda era creare un telecomando in grado di controllarne diversi dispositivi elettronici. Nell'autunno del 1987 fu introdotto il modulo CORE. Il suo vantaggio era la capacità di “imparare” i segnali da diversi dispositivi. Aveva anche la capacità di eseguire determinate funzioni in orari prestabiliti grazie a un orologio integrato. È stato anche il primo telecomando che poteva essere collegato a un computer e caricato con il codice software aggiornato. CORE non ha avuto un grande impatto sul mercato. Era troppo difficile da programmare per l'utente medio, ma ha ricevuto recensioni entusiastiche da persone che sono state in grado di capirne la programmazione. Questi ostacoli portarono allo scioglimento della CL9, ma uno dei suoi dipendenti continuò l'attività sotto il marchio Celadon.
All’inizio degli anni 2000, il numero di elettrodomestici è aumentato notevolmente. Per controllare un home theater, potrebbero essere necessari cinque o sei telecomandi: da un ricevitore satellitare, un videoregistratore, un lettore DVD, un televisore e un amplificatore audio. Alcuni di essi devono essere utilizzati uno dopo l'altro e, a causa della frammentazione dei sistemi di controllo, ciò diventa macchinoso. Molti esperti, tra cui il famoso esperto e inventore del moderno telecomando Robert Adler, hanno notato quanto possa essere confuso e complicato utilizzare più telecomandi.
L'avvento dei PDA con porta a infrarossi ha reso possibile la creazione telecomandi universali Telecomando con controllo programmabile. Tuttavia, a causa del costo elevato, questo metodo non è diventato molto diffuso. Speciali pannelli di controllo per l'apprendimento universale non si sono diffusi a causa della relativa complessità di programmazione e utilizzo. È anche possibile utilizzarne alcuni cellulari per il controllo remoto (tramite canale Bluetooth) di un personal computer.
Di seguito sono riportati i diagrammi schematici e gli articoli sull'argomento "Raggi IR" sul sito web di elettronica radiofonica e hobby radiofonico.
Cosa sono i "raggi IR" e dove vengono utilizzati, diagrammi schematici dei dispositivi fatti in casa che si riferiscono al termine "raggi IR".
Diagramma schematico. Come la versione precedente, questo trasmettitore fornisce una portata breve (fino a 10 m). Inoltre, i LED utilizzati come emettitori sono direzionali, il che consente di controllare il modello solo all'interno della zona di irradiazione... Gli impulsi IR modulati dal segnale di comando vengono forniti al fotodiodo VD1. La corrente variabile del fotodiodo attraverso l'emettitore VT2 viene fornita all'ingresso dell'amplificatore a tre stadi VT3-VT5. Sul transistor VT1 è presente un'unità per la compensazione delle interferenze da... In questo poligono di tiro sparano impulsi di radiazione infrarossa. La pistola contiene una fonte di alimentazione e un convertitore di tensione CC in impulsi rettangolari, la cui durata e ampiezza sono determinate dalla capacità dei condensatori C2-C5. Un pacchetto di impulsi arriva all'emettitore a infrarossi... Le cuffie wireless ti consentono di ricevere colonna sonora TV, segnale radio, registratore in una stanza di medie dimensioni. Il dispositivo funziona basandosi sulla trasmissione di un segnale luminoso modulato in frequenza nella gamma degli infrarossi. Il kit comprende... Grazie all'utilizzo di codifiche specializzate circuiti integrati questo dispositivo può essere utilizzato per controllare chiusura centralizzata nell'auto, attivando l'allarme dell'auto, le porte del garage, i cancelli, l'illuminazione, ecc. Il kit è composto da due parti: il trasmettitore e... Il circuito del ricevitore a infrarossi è progettato in modo tale da poter funzionare con qualsiasi telecomando: dal ricevitore TV, dal sintonizzatore satellitare, dal videoregistratore. Il dispositivo funziona con la maggior parte dei pulsanti del telecomando. Il ricevitore funziona come segue: un segnale dal diodo ricevente... Una barriera optoelettronica viene utilizzata per proteggere gli oggetti. Grazie ad esso, puoi attivare l'allarme quando una persona non autorizzata si avvicina all'oggetto. La barriera utilizza la radiazione infrarossa, il cui raggio viene trasmesso dal trasmettitore al ricevitore. L'interruzione del raggio provoca un cambiamento nello stato dell'uscita... I sistemi di controllo remoto standard utilizzati nella tecnologia video sono realizzati su microcircuiti specializzati e forniscono una serie molto ampia di comandi. Ma per controllare dispositivi semplici non è necessario un numero così elevato di comandi. In linea di principio, anche per il controllo operativo di un televisore... Il microcircuito TRC1300N è un codificatore / decodificatore per sistemi di controllo remoto che operano attraverso un canale di comunicazione che utilizza raggi infrarossi o tramite un canale radio. A seconda del livello logico, il pin 2 del microcircuito funziona come un codificatore che genera impulsi o come... La luce può essere utilizzata come mezzo per la trasmissione di informazioni. Può trattarsi di luce ordinaria (visibile) o radiazione infrarossa - raggi infrarossi. Vengono presi in considerazione schemi di semplici trasmettitori ottici per telefoni leggeri (fotofoni) che utilizzano semplici lampade a incandescenza, nonché... I televisori domestici a semiconduttore della linea USST sono già completamente fuori servizio, molti sono stati gettati via e smontati per parti. Ma alcune persone hanno ancora copie completamente funzionanti, usate esclusivamente nella dacia. In effetti, le nostre dacie sono solitamente molto poco sorvegliate (se non del tutto... Il dispositivo è progettato per segnalare il passaggio di una persona nella stanza attraverso la porta d'ingresso o il corridoio. Il circuito funziona secondo il principio dell'incrocio di un raggio infrarosso. Quando attraversa, si attiva un allarme musicale, avvisando il personale che è arrivato un visitatore o un cliente... Schema di un semplice sensore fotografico fatto in casa per il monitoraggio di oggetti su un nastro trasportatore. Questo dispositivo è progettato per accendere il carico quando entra una scatola o una scatola una certa area del trasportatore o del nastro trasportatore e spegnere il carico quando la scatola lascia quest'area. Il dispositivo è molto... Sensore di intersezione o riflessione del raggio IR fatto in casa sul chip K561LP2. Molti circuiti di automazione radioamatoriali utilizzano sensori a infrarossi per la riflessione o l'intersezione dei raggi, costruiti sulla base degli elementi dei sistemi di controllo remoto radioelettronici domestici... Uno schema di un semplice set-top box fatto in casa collegato a una porta COM per controllare un computer utilizzando un telecomando. Moderno Personal computer, se le periferiche necessarie sono disponibili e Software in grado di sostituire un centro audio-video domestico. Devi avere... Uno schema di un semplice attraversamento di frontiera o allarme di ingresso fatto in casa utilizzando raggi infrarossi. In alcuni casi è necessario segnalare il passaggio di una persona in una stanza, il passaggio di un'auto nel territorio, lo spostamento o l'ingresso di qualsiasi oggetto in una scatola, scatola... Di seguito la descrizione di due semplici -sistema di controllo remoto tramite raggi IR, che può essere utilizzato per il controllo vari dispositivi, E, allarme antifurto, serratura elettronica con telecomando. Il circuito si basa su tre microcircuiti LM567 e uno... Il sistema è progettato per il controllo indipendente di quattro oggetti. Il telecomando ha quattro pulsanti e il ricevitore ha quattro uscite. Ciascun pulsante del telecomando è responsabile della propria uscita del ricevitore; ogni pressione del pulsante modifica lo stato dell'uscita del ricevitore corrispondente. Le uscite del ricevitore sono dotate di... Tutti sanno perché esiste un microcalcolatore, ma si scopre che oltre ai calcoli matematici è capace di molto di più. Si prega di notare che se si preme il pulsante “1”, quindi “+” e quindi si preme “=”, a ogni pressione del pulsante “=" il numero sul display sarà... Il dispositivo è progettato per accendersi o cambiare qualcosa quando viene portato sulle mani del sensore o su un'altra superficie riflettente. La sensibilità può essere regolata su un ampio intervallo, con un intervallo di risposta che varia da diversi metri a diversi centimetri. L'idea, in generale...03-01-2009
Yakorev Sergey
introduzione
IN Reti Internet molti dispositivi semplici basato sui controller della famiglia PIC16F e PIC18F di Microchip. Porto alla tua attenzione un dispositivo piuttosto complesso. Penso che questo articolo sarà utile a tutti coloro che scrivono programmi per il PIC18F, poiché è possibile utilizzare il codice sorgente del programma per creare il proprio sistema in tempo reale. Ci saranno molte informazioni, a partire dalla teoria e dagli standard, per finire con l'implementazione hardware e software di questo progetto. I codici sorgente dell'assemblatore vengono forniti con commenti completi. Pertanto, non sarà difficile comprendere il programma.
Idea
Come sempre, tutto inizia con un'idea. Abbiamo una mappa del territorio di Stavropol. Sulla mappa sono presenti 26 distretti della regione. La dimensione della mappa è 2 x 3 m È necessario controllare l'illuminazione delle aree selezionate. Il controllo deve essere effettuato a distanza tramite un canale di controllo a infrarossi, di seguito denominato semplicemente IR o telecomando IR. Allo stesso tempo, i comandi di controllo devono essere trasmessi al server di controllo basato su PC. Quando si seleziona un'area sulla mappa, il server di gestione visualizza informazioni aggiuntive sul monitor. Utilizzando i comandi del server, puoi controllare la visualizzazione delle informazioni sulla mappa. Il compito è stato impostato. Alla fine, abbiamo ottenuto quello che vedi nella foto. Ma prima che tutto questo si realizzasse, abbiamo dovuto attraversare alcune fasi e risolvere vari problemi tecnici.
Vista dal lato installazione.
Algoritmo di funzionamento del dispositivo
Il sistema di controllo del display delle informazioni non deve essere controllato dal telecomando più difficile scegliere programmi sulla TV o specificando il numero del brano su un CD. Si è deciso di prendere un telecomando già pronto dal videoregistratore Philips. La selezione di un numero di distretto viene impostata premendo in sequenza i pulsanti del telecomando “P+”, quindi due pulsanti numerici per il numero di distretto, terminando con “P-”. Quando si seleziona un'area per la prima volta, questa viene evidenziata (la retroilluminazione a LED si accende) e quando la si seleziona nuovamente, la selezione viene rimossa.
Protocollo per la gestione della scheda dal server di controllo del PC.
1. Comandi in uscita, ad es. comandi provenienti dal dispositivo al PC:
1.1. Quando si accende il dispositivo, il PC riceve il comando: MAP999
1.2. Quando si attiva un'area: MAP(numero area)1
1.3. Quando si spegne un'area: MAP(numero area)0
1.4. Quando è attiva l'intera mappa: MAP001
1.5. Quando si disattiva l'intera mappa: MAP000
2. Comandi in arrivo:
2.1. Abilita l'intera mappa: MAP001
2.2. Disattiva l'intera mappa: MAP000
2.3. Includi area: MAPPA(numero area)1
2.4. Disabilita area: MAP(numero area)0
2.5. Ricevi informazioni sulle aree incluse: MAP999 In risposta a questo comando, i dati su tutte le aree incluse vengono trasmessi nel formato della clausola 1.2 (come se tutte le aree incluse venissero riattivate).
2.6. Ricevi informazioni sulle aree disabilitate: MAP995 In risposta a questo comando, i dati su tutte le aree disabilitate vengono trasmessi nel formato della clausola 1.3 (come se tutte le aree disabilitate fossero nuovamente spente).
Disattivando l'ultima area abilitata si dovrebbe ricevere anche il comando “spegni tutta la mappa”.
Quando si accende l'ultima area non inclusa, si dovrebbe ricevere anche il comando "accendi l'intera mappa".
Il numero dell'area è costituito da caratteri ASCII (0x30-0x39).
Dall'idea alla realizzazione
Prevedendo che realizzare da sé l'alloggiamento per il telecomando sarebbe stato un problema piuttosto difficile, si è deciso di prendere un telecomando già pronto da un dispositivo seriale. Come base per il sistema di controllo IR è stato scelto il sistema di comando e controllo IR del formato RC5. Attualmente è ampiamente utilizzato per controllare varie apparecchiature. telecomando(DU) sui raggi IR. Forse il primo tipo di apparecchio domestico a utilizzare il telecomando IR è stato il televisore. Al giorno d'oggi, il controllo remoto è disponibile nella maggior parte dei tipi di apparecchiature audio e video domestiche. Anche portatile centri musicali Recentemente sono sempre più dotati di un sistema di controllo remoto. Ma gli elettrodomestici non sono l’unico ambito di applicazione del controllo remoto. I dispositivi con controllo remoto sono abbastanza diffusi sia in produzione che nei laboratori scientifici. Esistono molti sistemi di controllo remoto IR incompatibili nel mondo. Il sistema più utilizzato è l'RC-5. Questo sistema è utilizzato in molti televisori, compresi quelli domestici. Attualmente, diverse fabbriche producono diverse modifiche ai telecomandi RC-5 e alcuni modelli hanno un design abbastanza decente. Ciò ti consente di ottenere un dispositivo fatto in casa con telecomando IR al costo più basso. Tralasciando i dettagli sul perché è stato scelto questo particolare sistema, consideriamo la teoria della costruzione di un sistema basato sul formato RC5.
Teoria
Per capire come funziona il sistema di controllo, è necessario capire qual è il segnale all'uscita del telecomando IR.
Il sistema di telecomando a infrarossi RC-5 è stato sviluppato da Philips per le esigenze di controllo degli elettrodomestici. Quando premiamo il pulsante del telecomando, il chip trasmettitore si attiva e genera una sequenza di impulsi che hanno una frequenza di riempimento di 36 KHz. I LED convertono questi segnali in radiazione infrarossa. Il segnale emesso viene ricevuto da un fotodiodo che converte nuovamente la radiazione IR in impulsi elettrici. Questi impulsi vengono amplificati e demodulati dal chip ricevitore. Vengono quindi alimentati al decoder. La decodifica viene solitamente eseguita nel software utilizzando un microcontrollore. Ne parleremo in dettaglio nella sezione sulla decodifica. Il codice RC5 supporta 2048 comandi. Queste squadre compongono 32 gruppi (sistemi) di 64 squadre ciascuno. Ciascun sistema viene utilizzato per controllare un dispositivo specifico come un televisore, un videoregistratore, ecc.
Agli albori dello sviluppo dei sistemi di controllo IR, la generazione del segnale avveniva nell'hardware. A questo scopo sono stati sviluppati circuiti integrati specializzati e ora, sempre più spesso, i telecomandi vengono realizzati sulla base di un microcontrollore.
Uno dei chip trasmettitori più comuni è il chip SAA3010. Vediamo brevemente le sue caratteristiche.
- Tensione di alimentazione - 2 .. 7 V
- Consumo di corrente in modalità standby: non più di 10 µA
- Corrente di uscita massima: ±10 mA
- Frequenza massima dell'orologio: 450 KHz
Lo schema a blocchi del chip SAA3010 è mostrato nella Figura 1.
Figura 1. Schema a blocchi dell'IC SAA3010.
La descrizione dei pin del chip SAA3010 è riportata nella tabella:
| Conclusione | Designazione | Funzione |
| 1 | X7 | Linee di input della matrice di pulsanti |
| 2 | SSM | Ingresso per la selezione della modalità operativa |
| 3-6 | Z0-Z3 | Linee di input della matrice di pulsanti |
| 7 | MDATA | Uscita modulata, frequenza di cavità 1/12, ciclo di lavoro 25%. |
| 8 | DATI | Produzione |
| 9-13 | DR7-DR3 | Scansiona le uscite |
| 14 | VSS | Terra |
| 15-17 | DR2-DR0 | Scansiona le uscite |
| 18 | O.S.C. | Ingresso generatore |
| 19 | TP2 | Prova ingresso 2 |
| 20 | TP1 | Prova ingresso 1 |
| 21-27 | X0-X6 | Linee di input della matrice di pulsanti |
| 28 | VDD | Tensione di alimentazione |
Il chip trasmettitore è la base del telecomando. In pratica è possibile utilizzare lo stesso telecomando per comandare più dispositivi. Il chip trasmettitore può indirizzare 32 sistemi in due diverse modalità: modalità combinata e modalità sistema singolo. Nella modalità combinata viene selezionato prima il sistema e poi il comando. Il numero del sistema selezionato (codice indirizzo) viene memorizzato in un apposito registro e viene trasmesso un comando relativo a questo sistema. Pertanto, per trasmettere qualsiasi comando è necessaria la pressione successiva di due pulsanti. Ciò non è del tutto conveniente ed è giustificato solo quando si lavora contemporaneamente con un gran numero di sistemi. In pratica, il trasmettitore viene utilizzato più spesso in modalità sistema singolo. In questo caso, al posto della matrice dei pulsanti di selezione del sistema, è montato un ponticello che determina il numero del sistema. In questa modalità, per trasmettere qualsiasi comando è sufficiente premere un solo pulsante. Utilizzando lo switch è possibile lavorare con più sistemi. E in questo caso è necessaria solo la pressione di un pulsante per trasmettere il comando. Il comando trasmesso sarà correlato al sistema attualmente selezionato tramite l'interruttore.
Per abilitare la modalità combinata, il pin del trasmettitore SSM (Single System Mode) deve essere applicato in basso. In questa modalità, il circuito integrato del trasmettitore funziona come segue: Durante il riposo, le linee X e Z del trasmettitore vengono portate in alto dai transistor pull-up interni a canale P. Quando viene premuto un pulsante nella matrice X-DR o Z-DR, viene avviato il ciclo di antirimbalzo della tastiera. Se il pulsante viene chiuso per 18 cicli di clock, il segnale di “abilitazione generatore” è fisso. Al termine del ciclo antirimbalzo, le uscite DR vengono disattivate e vengono avviati due cicli di scansione, attivando a turno ciascuna uscita DR. Il primo ciclo di scansione rileva l'indirizzo Z, la seconda scansione rileva l'indirizzo X. Quando l'ingresso Z (matrice di sistema) o l'ingresso X (matrice di comando) viene rilevato nello stato zero, l'indirizzo viene bloccato. Quando si preme un pulsante nella matrice del sistema, viene trasmesso l'ultimo comando (ovvero tutti i bit di comando sono uguali a uno) nel sistema selezionato. Questo comando viene trasmesso finché non viene rilasciato il pulsante di selezione del sistema. Quando viene premuto un pulsante nella matrice di comando, il comando viene trasmesso insieme all'indirizzo di sistema memorizzato nel registro latch. Se il pulsante viene rilasciato prima dell'inizio della trasmissione, si verifica un ripristino. Se il trasferimento è iniziato, indipendentemente dallo stato del pulsante, verrà completato completamente. Se si premono più pulsanti Z o X contemporaneamente, il generatore non si avvierà.
Per abilitare la modalità sistema singolo, il pin SSM deve essere alto e l'indirizzo del sistema deve essere impostato con il ponticello o l'interruttore appropriato. In questa modalità, le linee X del trasmettitore sono in uno stato alto durante il riposo. Allo stesso tempo, le linee Z vengono disattivate per evitare il consumo di corrente. Nel primo dei due cicli di scansione, l'indirizzo del sistema viene determinato e memorizzato in un registro latch. Nel secondo ciclo viene determinato il numero del comando. Questo comando viene inviato insieme all'indirizzo di sistema memorizzato nel registro latch. Se non è presente il ponticello Z-DR, non verrà trasmesso alcun codice.
Se il pulsante viene rilasciato tra una trasmissione e l'altra del codice, si verifica un ripristino. Se il pulsante viene rilasciato durante la procedura di antirimbalzo o mentre il sensore viene scansionato, ma prima che venga rilevata la pressione di un pulsante, si verifica anche un ripristino. Le uscite DR0 - DR7 hanno un drain aperto e i transistor sono aperti a riposo.
Il codice RC-5 ha un bit di controllo aggiuntivo che viene invertito ogni volta che si rilascia il pulsante. Questo bit informa il decodificatore se il pulsante è tenuto premuto o se è avvenuta una nuova pressione. Il bit di controllo viene invertito solo dopo una trasmissione completamente completata. I cicli di scansione vengono eseguiti prima di ogni invio, quindi anche se si cambia il pulsante premuto durante l'invio di un pacco, il numero di sistema ed i comandi verranno comunque trasmessi correttamente.
Il pin OSC è un ingresso/uscita dell'oscillatore a 1 pin ed è progettato per collegare un risonatore ceramico ad una frequenza di 432 KHz. Si consiglia di collegare in serie al risonatore un resistore con una resistenza di 6,8 Kom.
Gli ingressi di test TP1 e TP2 devono essere collegati a terra durante il normale funzionamento. Quando il livello logico su TP1 è alto, la frequenza di scansione aumenta e quando il livello logico su TP2 è alto, la frequenza del registro a scorrimento aumenta.
A riposo, gli output DATA e MDATA sono nello stato Z. La sequenza di impulsi generata dal trasmettitore all'uscita MDATA ha una frequenza di riempimento di 36 kHz (1/12 della frequenza del generatore di clock) con un duty cycle del 25%. La stessa sequenza viene generata all'uscita DATA, ma senza riempimento. Questa uscita viene utilizzata quando il chip del trasmettitore funge da controller per la tastiera integrata. Il segnale all'uscita DATA è completamente identico al segnale all'uscita del microcircuito del ricevitore del telecomando (ma a differenza del ricevitore, non ha inversione). Entrambi questi segnali possono essere elaborati dallo stesso decoder. Utilizzare SAA3010 come controller da tastiera integrato è molto conveniente in alcuni casi, poiché il microcontrollore utilizza solo un ingresso di interruzione per interrogare una matrice fino a 64 pulsanti. Inoltre, il microcircuito del trasmettitore consente una tensione di alimentazione di +5 V.
Il trasmettitore genera una parola dati a 14 bit, il cui formato è il seguente:
Figura 2. Formato parola dati codice RC-5.
I bit di inizio servono per impostare l'AGC nell'IC del ricevitore. Il bit di controllo è un segno di una nuova stampa. La durata dell'orologio è di 1,778 ms. Finché il pulsante rimane premuto, viene trasmessa una parola dati ad intervalli di 64 cicli di clock, cioè 113,778 ms (Fig. 2).
I primi due impulsi sono gli impulsi di avvio ed entrambi sono "1" logico. Si noti che metà del bit (vuoto) passa prima che il destinatario determini l'effettivo inizio del messaggio.
Il protocollo RC5 esteso utilizza solo 1 bit di avvio. Il bit S2 viene trasformato e aggiunto al 6° bit del comando, formando un totale di 7 bit di comando.
Il terzo bit è il bit di controllo. Questo bit viene invertito ogni volta che viene premuto un tasto. In questo modo il ricevitore può distinguere tra un tasto che rimane premuto o uno che viene premuto periodicamente.
I successivi 5 bit rappresentano l'indirizzo del dispositivo IR, che viene inviato con il primo LSB. L'indirizzo è seguito da 6 bit di comando.
Il messaggio contiene 14 bit e, inclusa la pausa, ha una durata totale di 25,2 ms. A volte il messaggio potrebbe essere più breve perché la prima metà del bit di inizio S1 viene lasciata vuota. E se l'ultimo bit del comando è uno "0" logico, anche l'ultima parte del bit del messaggio è vuota.
Se il tasto rimane premuto il messaggio si ripeterà ogni 114 ms. Il bit di controllo rimarrà lo stesso in tutti i messaggi. Questo è un segnale affinché il software del ricevitore lo interpreti come una funzione di ripetizione automatica.
Per garantire una buona immunità al rumore, viene utilizzata la codifica bifase (Fig. 3).
Figura 3. Codifica "0" e "1" nel codice RC-5.
Quando si utilizza il codice RC-5, potrebbe essere necessario calcolare l'assorbimento di corrente medio. Questo è abbastanza semplice da fare se si utilizza la Fig. 4, che mostra la struttura dettagliata della parcella.
Figura 4. Struttura dettagliata del pacchetto RC-5.
Per garantire che l'apparecchiatura risponda equamente ai comandi RC-5, i codici sono distribuiti in modo molto specifico. Questa standardizzazione consente di progettare trasmettitori per controllare una varietà di dispositivi. Con gli stessi codici di comando per le stesse funzioni in diversi dispositivi un trasmettitore con un numero relativamente piccolo di pulsanti può controllare contemporaneamente, ad esempio, un complesso audio, un televisore e un videoregistratore.
Di seguito sono riportati i numeri di sistema per alcuni tipi di apparecchiature domestiche:
0 - Televisione (TV)
2 - Televideo
3 - Dati video
4 - Lettore video (VLP)
5 - Videoregistratore (VCR)
8 - Sintonizzatore video (TV satellitare)
9 - Videocamera
16 - Preamplificatore audio
17 - Sintonizzatore
18 - Registratore a nastro
20 - Lettore compatto (CD)
21 - Giradischi (LP)
29 - Illuminazione
I restanti numeri di sistema sono riservati per futura standardizzazione o uso sperimentale. È stata standardizzata anche la corrispondenza di alcuni codici di comando e funzioni.
Di seguito sono riportati i codici di comando per alcune funzioni:
0-9 - Valori digitali 0-9
12 - Modalità standby
15 - Visualizzazione
13 - muto
16 - volume +
17 - volume -
30 - ricerca in avanti
31 - cerca indietro
45 - espulsione
48 - pausa
50 - riavvolgi
51 - avanti veloce
53 - riproduzione
54 - fermati
55 - ingresso
Per costruire un telecomando IR completo basato sul chip del trasmettitore, è necessario anche un driver LED in grado di fornire una corrente impulsiva di grandi dimensioni. I LED moderni funzionano nei telecomandi quando correnti impulsive circa 1 A. È molto conveniente costruire un driver LED su un transistor MOS a soglia bassa (livello logico), ad esempio KP505A. Un esempio di schema elettrico del telecomando è mostrato in Fig. 5.
Figura 5. Diagramma schematico del telecomando RC-5.
Il numero del sistema è impostato da un ponticello tra i pin Zi e DRj. Il numero del sistema sarà il seguente:
Il codice di comando che verrà trasmesso quando viene premuto un pulsante che chiude la linea Xi con la linea DRj viene calcolato come segue:
Il ricevitore remoto IR deve recuperare i dati codificati bifase e deve rispondere a cambiamenti ampi e rapidi nell'intensità del segnale indipendentemente dalle interferenze. L'ampiezza dell'impulso all'uscita del ricevitore non deve differire da quella nominale di non più del 10%. Il ricevitore deve essere insensibile alla luce esterna costante. Soddisfare tutti questi requisiti è piuttosto difficile. Le implementazioni precedenti di un ricevitore di telecomando IR, anche quelle che utilizzavano chip specializzati, contenevano dozzine di componenti. Tali ricevitori spesso utilizzavano circuiti risonanti sintonizzati su 36 kHz. Tutto ciò ha reso il progetto difficile da produrre e configurare e ha richiesto l'uso di una buona schermatura. Recentemente si sono diffusi ricevitori per telecomando IR integrati a tre pin. In un unico pacchetto combinano un fotodiodo, un preamplificatore e un driver. L'uscita genera un segnale TTL regolare senza riempimento a 36 KHz, adatto per un'ulteriore elaborazione da parte del microcontrollore. Tali ricevitori sono prodotti da molte aziende, questi sono SFH-506 di Siemens, TFMS5360 di Temic, ILM5360 di Integral software e altri. Attualmente esistono più versioni in miniatura di tali microcircuiti. Poiché oltre all'RC-5 esistono altri standard che differiscono soprattutto per la frequenza di riempimento, sono integrati ricevitori per frequenze diverse. Per lavorare con il codice RC-5, dovresti selezionare modelli progettati per una frequenza di riempimento di 36 KHz.
Come ricevitore del telecomando IR, puoi anche utilizzare un fotodiodo con un amplificatore shaper, che può essere un microcircuito specializzato KR1568HL2. Lo schema di tale ricevitore è mostrato nella Figura 6.
Figura 6. Ricevitore basato sul microcircuito KR1568HL2.
Per il sistema di controllo della visualizzazione delle informazioni ho scelto un ricevitore per telecomando IR integrato. Un fotodiodo PIN altamente sensibile è installato nel microcircuito TSOP1736 come ricevitore di radiazioni ottiche, il cui segnale viene alimentato all'amplificatore di ingresso, che converte la corrente di uscita del fotodiodo in tensione. Il segnale convertito viene inviato ad un amplificatore con AGC e quindi a un filtro passa-banda, che separa i segnali con una frequenza operativa di 36 kHz dal rumore e dalle interferenze. Il segnale selezionato viene inviato ad un demodulatore, che consiste in un rilevatore e un integratore. Nelle pause tra gli impulsi, il sistema AGC viene calibrato. Questo è controllato da un circuito di controllo. Grazie a questo design, il microcircuito non risponde alle interferenze continue anche alla frequenza operativa. Il livello di uscita attiva è basso. Il microcircuito non richiede l'installazione di alcun elemento esterno per il suo funzionamento. Tutti i suoi componenti, compreso il fotorilevatore, sono protetti dalle interferenze esterne da uno schermo elettrico interno e riempiti con plastica speciale. Questa plastica è un filtro che elimina le interferenze ottiche nella gamma visibile della luce. Grazie a tutti questi accorgimenti, il microcircuito è caratterizzato da una sensibilità molto elevata e da una bassa probabilità di falsi segnali. Tuttavia, i ricevitori integrati sono molto sensibili al rumore dell'alimentazione, quindi è sempre consigliabile utilizzare filtri, ad esempio RC. Aspetto del fotorilevatore integrato e la posizione dei pin sono mostrati in Fig. 7.
Figura 7. Ricevitore integrato RC-5.
Decodifica RC-5
Poiché la base del nostro dispositivo è il microcontrollore PIC18F252, decodificheremo il codice RC-5 nel software. Gli algoritmi di ricezione del codice RC5 offerti sulla rete non sono per lo più adatti ai dispositivi in tempo reale, come il nostro dispositivo. La maggior parte degli algoritmi proposti utilizza loop software per generare ritardi temporali e intervalli di misurazione. Questo non è adatto al nostro caso. Si è deciso di utilizzare gli interrupt basati sulla diminuzione del segnale all'ingresso INT del microcontrollore PIC18F252, misurare i parametri di temporizzazione utilizzando TMR0 del microcontrollore PIC18F252, lo stesso timer genera un interrupt quando è scaduto il tempo di attesa per l'impulso successivo, ovvero quando c'era una pausa tra due invii. Il segnale demodulato dall'uscita del microcircuito DA1 viene fornito all'ingresso INT0 del microcontrollore, in cui viene decrittografato e il comando decrittografato viene emesso ai registri a scorrimento per controllare le chiavi. L'algoritmo di decrittazione si basa sulla misurazione degli intervalli di tempo tra gli interrupt del microcontrollore PIC18F252. Se osservi attentamente la Figura 8, noterai alcune funzionalità. Quindi, se l'intervallo tra gli interrupt del microcontrollore PIC18F252 era pari a 2T, dove T è la durata di un singolo impulso RC5, il bit ricevuto può essere 0 o 1. Tutto dipende da quale bit c'era prima. Ciò è molto chiaramente visibile nel programma qui sotto con commenti dettagliati. L'intero progetto è disponibile per il download e l'utilizzo per scopi personali. Durante la ristampa, è richiesto un collegamento.
