집 › 조언 › IR 원격 제어 장치. 장치의 원격 제어 계획. 아이디어부터 구현까지

IR 원격 제어 장치. 장치의 원격 제어 계획. 아이디어부터 구현까지

안녕하세요 여러분! 여기서는 가장 간단한 IR 제어()를 만드는 방법에 대해 설명합니다. 일반 TV 리모콘으로 이 회로를 제어할 수도 있습니다. 나는 즉시 경고합니다. 거리는 약 15cm로 크지 않지만이 결과조차도 작업 초보자를 기쁘게 할 것입니다. 수제 송신기를 사용하면 범위가 두 배로 늘어납니다. 즉, 약 15cm 더 늘어납니다. 리모콘은 간단하게 만들어졌습니다. IR LED를 100-150ohm 저항을 통해 9V "크라운"에 연결하고 잠그지 않고 일반 버튼을 설치하고 전기 테이프로 배터리에 접착하며 전기 테이프가 적외선 방사를 방해해서는 안됩니다. IR LED.

사진은 회로를 조립하는 데 필요한 모든 요소를 보여줍니다.

1. 포토다이오드(거의 모든 것이 가능함)
2. 1ohm 및 300-500ohm 용 저항 (명확성을 위해 사진에 300 및 500ohm 저항을 배치했습니다)
3. 47 kom의 트리머 저항.
4. 트랜지스터 KT972A 또는 전류와 구조가 유사합니다.
5. 저전압 LED를 사용할 수 있습니다.

개략도하나의 트랜지스터에 있는 IR 제어 수신기:

광검출기 만들기를 시작해 보겠습니다. 그의 도표는 한 참고서에서 따온 것입니다. 먼저 영구 마커로 보드를 그립니다. 하지만 매달아 설치하는 경우에도 가능하지만 PCB에서 수행하는 것이 좋습니다. 내 보드는 다음과 같습니다

자, 이제 요소 납땜을 시작하겠습니다. 트랜지스터 납땜:

1kΩ 저항(킬로옴)과 구성 저항을 납땜합니다.

그리고 마지막으로 마지막 요소를 납땜합니다. 이것은 300-500Ω 저항이고 저는 300Ω으로 설정했습니다. 와 함께 게시함 반대쪽 인쇄 회로 기판, 왜냐하면 그의 돌연변이 발 때문에 내가 그를 정면에서 만지는 것을 허용하지 않았기 때문입니다 =)

남은 송진을 씻어 내기 위해 칫솔과 알코올로 전체를 청소합니다. 모든 것이 오류 없이 조립되고 포토다이오드가 제대로 작동하면 즉시 작동합니다. 이 디자인의 실제 동작에 대한 비디오는 아래에서 볼 수 있습니다:

영상에서는 카메라와 리모콘을 동시에 바라보아야 하기 때문에 거리가 짧습니다. 그래서 리모컨의 방향에 초점을 맞출 수가 없었습니다. 포토다이오드 대신 포토레지스터를 넣으면 빛에 반응하는데, 감도는 기존보다 훨씬 좋아진 걸 직접 확인했어요. 원본 다이어그램포토레지스터. 회로에 12V를 공급했는데 잘 작동합니다. LED가 밝게 켜지고 포토 레지스터의 밝기와 감도가 조정됩니다. 현재 이 회로를 사용하여 IR 수신기에 220V에서 전원을 공급할 수 있도록 요소를 선택하고 있으며 전구로의 출력도 220V입니다. 제공된 다이어그램에 대해 특별히 감사드립니다. 사냥꾼들 . 자료 제공:

수집한 JDM 프로그래머, 반복하기 쉬운 패턴을 찾아 보겠습니다. 종종 이들은 평범한 LED 깜박이는 불빛이나 LED 시계이지만 첫 번째 옵션은 실용적인 응용 프로그램거의 없으며 두 번째 것은 종종 적합하지 않습니다. 바람직하지 않기 때문이 아니라 라디오 아마추어, 특히 초보자 또는 아웃백에 거주하는 사람이 항상 필요한 구성 요소를 가지고 있지 않기 때문입니다(예: 석영 공진기또는 LED 표시기).

Zhelezo-off 웹사이트(http://aes.at.ua/publ/31-1-0-61)에서 가져온 아래 제안된 구성표는 더 접근하기 쉬운 요소를 사용합니다.

TSOP1738 포토센서를 TSOP1736으로 교체했지만 결함이 있는 장비에서 제거된 유사한 부품을 실험해 볼 수 있습니다.

다이어그램에 표시된 마이크로컨트롤러는 서로 다른 펌웨어로 플래시됩니다. 두 펌웨어 버전 모두 위에 언급된 사이트에서 다운로드할 수 있습니다.

권선 전압이 12V인 모든 릴레이를 사용할 수 있습니다.

나머지 세부 사항에 대해 조금 설명합니다. 일부 값은 다이어그램에서 명확하지 않기 때문입니다.
C1 - 220μF 25V;
C2 - 220μF, 최소 10V;
C3 - 0.1μF(여기서는 작성자의 다이어그램에 오타가 있습니다. 다음 커패시터인 전해 커패시터는 일련 번호 4를 가져야 합니다)
C4 - 4.7μF 10V;
R1 - 330옴;
R2-1K;
R3 - 4.7K;
T1 - BC547, KT315 또는 N-P-N 구조의 기타 유사한 트랜지스터;
LED - 원하는 유형과 색상의 LED;
D1 - 1N4148, 1N4007 또는 유사품;
버튼 - 고정 없음.
안정기 - 모든 5V.

리모콘(RCU, Remote Control Unit, RCU, 리모콘 유닛)은 멀리 있는 다른 전자기기를 원격(원격) 제어하기 위한 전자기기이다. 자율 버전과 (훨씬 덜 자주) 비 자율적(유선) 버전이 모두 존재합니다. 구조적으로 - 일반적으로 다음을 포함하는 작은 상자입니다. 전자 회로, 제어 버튼 및 자율 전원 공급 장치.

원격 제어 패널은 이동 물체(비행기, 우주선, 선박 등)의 시스템 및 메커니즘을 제어하고 제어하는 데 사용됩니다. 생산 공정, 통신 시스템, 군사 시설. 또한 TV, 스테레오 시스템, 오디오 및 비디오 플레이어, 기타 가정용 전자 장비의 원격 제어(TV 채널 전환, 오디오 트랙, 볼륨 제어 등을 위한 명령 전송)에도 널리 사용됩니다. 가정용 리모컨은 작은 장치버튼이 있고 배터리로 구동되며 적외선을 통해 명령을 보냅니다. 대부분의 현대 가전 제품에는 본체에 제한된 컨트롤 세트와 리모콘에 전체 세트가 포함되어 있습니다.

자동차 경보기 및 일부 디지털 카메라에는 고유한 리모콘이 있습니다. 로봇, 항공기 모델 등을 제어하기 위한 원격 제어 장치도 있습니다(그림 1.2).

그림 1.2 - 다양한 가전제품 리모콘

1.2.1 원격제어의 역사

원격 제어 장치의 초기 사례 중 하나는 1893년 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)에 의해 발명되고 특허를 받았습니다.

1903년 스페인의 엔지니어이자 수학자인 레오나르도 토레스 케베도(Leonardo Torres Quevedo)는 파리 과학 아카데미에서 전송된 명령을 수행하는 로봇 장치인 텔레키노(Telekino)를 도입했습니다. 전자파. 같은 해에 그는 프랑스, 스페인, 영국, 미국에서 특허를 받았습니다. 1906년 빌바오 항구에서 왕과 많은 관중이 모인 가운데 토레스는 배에서 배를 조종하는 자신의 발명품을 선보였습니다. 나중에 그는 Telekino를 포탄과 어뢰에 적용하려고 시도했지만 자금 부족으로 프로젝트를 포기했습니다.

최초의 원격 조종 비행기 모델은 1932년에 출시되었습니다. 군사 목적을 위한 원격 제어의 사용은 제2차 세계 대전 중에 독일의 Wasserfall 지대공 미사일 프로젝트와 같이 집중적으로 이루어졌습니다.

최초의 TV 리모컨은 1950년대 초 미국 회사인 Zenith Radio Corporation에 의해 개발되었습니다. 케이블로 TV와 연결되어 있었습니다. 1955년에는 광전지를 향해 광선을 보내는 방식을 기반으로 하는 Flashmatic 무선 원격 제어 장치가 개발되었습니다. 불행하게도 광전지는 리모콘에서 나오는 빛과 다른 광원에서 나오는 빛을 구별할 수 없었습니다. 또한 리모콘이 수신기를 정확하게 향하도록 해야 했습니다.

1956년에 오스트리아계 미국인 Robert Adler가 Zenith Space Commander 무선 원격 제어 장치를 개발했습니다. 그것은 기계식이었고 초음파를 사용하여 채널과 볼륨을 설정했습니다. 사용자가 버튼을 누르면 딸깍 소리가 나며 판을 쳤습니다. 각 플레이트는 서로 다른 주파수의 잡음을 생성했으며 TV 회로는 이 잡음을 인식했습니다. 트랜지스터의 발명으로 전력을 공급하는 압전 결정이 포함된 값싼 전기 리모컨을 생산할 수 있게 되었습니다. 전기 충격인간의 청각 상한을 초과하는 주파수로 진동합니다(개는 들을 수 있음). 수신기에는 동일한 주파수로 조정된 회로에 연결된 마이크가 포함되어 있습니다. 이 방법의 몇 가지 문제점은 수신기가 자연 소음에 의해 트리거될 수 있고 일부 사람들, 특히 젊은 여성이 고음의 초음파 신호를 들을 수 있다는 것입니다. 실로폰의 배음 중 일부가 리모콘의 신호와 동일한 주파수였기 때문에 장난감 실로폰이 이러한 유형의 TV에서 채널을 변경할 수 있는 경우도 있었습니다.

1974년 GRUNDIG와 MAGNAVOX는 IR 마이크로프로세서 제어 기능을 갖춘 최초의 컬러 TV를 출시했습니다. TV에는 온스크린 디스플레이(OSD)가 있었는데, 채널 번호가 화면 모서리에 표시되었습니다.

보다 정교한 유형의 원격 제어에 대한 원동력은 BBC가 Teletext를 개발한 1970년대 후반에 나타났습니다. 당시 판매된 대부분의 리모콘은 기능이 제한되어 있었으며 때로는 다음 채널, 이전 채널, 볼륨 높이기 또는 낮추기의 4가지 기능만 있었습니다. 이러한 리모콘은 페이지 번호가 세 자리 숫자로 지정되는 텔레텍스트 요구 사항을 충족하지 못했습니다. 텔레텍스트 페이지를 선택할 수 있는 리모콘에는 0부터 9까지의 숫자 버튼, 예를 들어 텍스트와 이미지 간 전환을 위한 기타 제어 버튼, 볼륨, 채널, 밝기를 위한 일반 TV 버튼이 있어야 했습니다. 색상. 텔레텍스트 기능을 갖춘 최초의 텔레비전에는 텔레텍스트 페이지를 선택하기 위한 유선 리모콘이 있었지만 텔레텍스트 사용의 증가로 인해 무선 장치. 그리고 BBC 엔지니어들은 텔레비전 제조업체와 협상을 시작했고, 그 결과 1977~1978년에 많은 기능을 갖춘 프로토타입이 등장하게 되었습니다. 더 큰 세트기능. 회사 중 하나는 ITT였으며 적외선 통신 프로토콜은 나중에 ITT의 이름을 따서 명명되었습니다.

1980년대 스티븐 워즈니악 사과 CL9이라는 회사를 설립했습니다. 회사의 목표는 여러 장치를 제어할 수 있는 리모콘을 만드는 것이었습니다. 전자 기기. 1987년 가을에 CORE 모듈이 출시되었습니다. 장점은 다양한 장치의 신호를 "학습"할 수 있다는 것입니다. 또한 내장된 시계 덕분에 지정된 시간에 특정 기능을 수행하는 기능도 있었습니다. 또한 컴퓨터에 연결하여 업데이트된 소프트웨어 코드를 로드할 수 있는 최초의 리모콘이기도 했습니다. CORE는 시장에 큰 영향을 미치지 않았습니다. 일반 사용자가 프로그래밍하기에는 너무 어려웠지만 프로그래밍 방법을 알아낸 사람들로부터 호평을 받았습니다. 이러한 난관으로 인해 CL9은 해체되었지만 직원 중 한 명이 Celadon 브랜드로 사업을 이어갔습니다.

2000년대 초반에는 가전제품의 수가 급격히 증가했다. 홈 시어터를 제어하려면 위성 수신기, 비디오 레코더, DVD 플레이어, TV 및 음향 증폭기 등 5~6개의 리모컨이 필요할 수 있습니다. 그 중 일부는 차례로 사용해야 하며 제어 시스템의 단편화로 인해 이것이 번거로워집니다. 유명한 전문가이자 현대 리모컨의 발명가인 Robert Adler를 포함한 많은 전문가들은 여러 개의 리모컨을 사용하는 것이 얼마나 혼란스럽고 투박할 수 있는지 지적했습니다.

적외선 포트를 갖춘 PDA의 등장으로 범용 리모콘프로그래밍 가능한 제어 기능을 갖춘 원격 제어. 그러나 비용이 많이 들기 때문에 이 방법은 널리 보급되지 않았습니다. 프로그래밍과 사용이 상대적으로 복잡하기 때문에 특별한 범용 학습 제어판은 널리 보급되지 않았습니다. 일부를 사용하는 것도 가능합니다. 휴대 전화개인용 컴퓨터의 원격 제어(Bluetooth 채널을 통해).

다음은 무선 전자 및 무선 취미 웹사이트의 "IR 광선" 주제에 대한 회로도와 기사입니다.

"IR 광선"이란 무엇이며 어디에 사용됩니까? "IR 광선"이라는 용어와 관련된 가정용 장치의 개략도입니다.

개략도. 이전 버전과 마찬가지로 이 송신기는 단거리(최대 10m)를 제공합니다. 또한 이미터로 사용되는 LED는 지향성이므로 조사 영역 내에서만 모델을 제어할 수 있습니다. 명령 신호에 의해 변조된 IR 펄스가 포토다이오드 VD1에 공급됩니다. 이미 터 팔로워 VT2를 통한 포토 다이오드의 변화하는 전류는 3 단 증폭기 VT3-VT5의 입력에 공급됩니다. 트랜지스터 VT1에는 간섭을 보상하는 장치가 있습니다... 이 사격장에서는 적외선 펄스를 발사합니다. 건에는 전원과 직사각형 펄스로의 DC 전압 변환기가 포함되어 있으며 지속 시간과 진폭은 커패시터 C2-C5의 커패시턴스에 의해 결정됩니다. 펄스 패킷이 적외선 방출기에 도착합니다... 무선 헤드폰을 사용하면 수신할 수 있습니다. 사운드 트랙하나의 중간 크기 방에 TV, 라디오 신호, 테이프 레코더가 있습니다. 이 장치는 적외선 범위에서 주파수 변조된 광 신호의 전송을 기반으로 작동합니다. 키트에는 다음이 포함됩니다... 특수 코딩 사용 덕분에 집적 회로이 장치를 사용하여 제어할 수 있습니다. 중앙 잠금 자동차에서 자동차 경보기, 차고 문, 게이트, 조명 등을 활성화합니다. 키트는 송신기와... 적외선 수신기 회로는 모든 리모콘과 함께 작동할 수 있도록 설계되었습니다. TV 수신기, 위성 튜너, VCR에서. 이 장치는 대부분의 리모컨 버튼과 함께 작동합니다. 수신기는 다음과 같이 작동합니다. 수신 다이오드의 신호... 물체를 보호하기 위해 광전자 장벽이 사용됩니다. 덕분에 허가받지 않은 사람이 물체에 접근하면 알람을 켤 수 있습니다. 장벽은 적외선을 사용하며, 그 광선은 송신기에서 수신기로 전송됩니다. 빔이 중단되면 출력 상태가 변경됩니다.... 비디오 기술에 사용되는 표준 원격 제어 시스템은 특수 마이크로 회로로 만들어지며 매우 많은 명령 세트를 제공합니다. 그러나 간단한 장치를 제어하는 데에는 그렇게 많은 명령이 필요하지 않습니다. 원칙적으로 TV 작동 제어에도... TRC1300N 마이크로 회로는 적외선을 사용하는 통신 채널이나 무선 채널을 통해 작동하는 원격 제어 시스템용 인코더/디코더입니다. 마이크로 회로 핀 2의 논리 레벨에 따라 펄스를 생성하는 인코더로 작동하거나... 빛은 정보 전송을 위한 매체로 사용될 수 있습니다. 이것은 일반 (가시광선) 또는 적외선(적외선)일 수 있습니다. 간단한 백열등을 사용하는 가벼운 전화 (광전화) 용 간단한 광 송신기 구성표도 고려됩니다. USST 라인의 국내 반도체 TV는 이미 완전히 서비스가 중단되었으며 많은 제품이 폐기되고 부품으로 분해되었습니다. 그러나 일부 사람들은 여전히 다차에서만 사용되는 완전한 작업 복사본을 가지고 있습니다. 실제로, 우리 dachas는 일반적으로 매우 잘 보호되지 않습니다. (만약 전혀... 이 장치는 사람이 현관 문이나 통로를 통해 방으로 들어가는 신호를 보내도록 설계되었습니다. 회로는 적외선 빔을 통과하는 원리에 따라 작동합니다. 교차하면 음악 알람이 활성화되어 직원에게 방문객이나 고객이 도착했음을 경고합니다... 컨베이어 위의 물체를 모니터링하기 위한 간단한 수제 포토 센서 다이어그램 이 장치는 상자나 상자가 들어갈 때 부하를 켜도록 설계되었습니다. 컨베이어 또는 컨베이어 벨트의 특정 영역을 지정하고 상자가 이 영역을 벗어나면 부하를 끄십시오. 이 장치는 매우... K561LP2 칩에 직접 만든 IR 빔 교차점 또는 반사 센서입니다. 많은 아마추어 무선 자동화 회로는 반사 또는 빔 교차를 위해 가정용 무선 전자 원격 제어 시스템의 요소 기반에 구축된 적외선 센서를 사용합니다. 다음을 사용하여 컴퓨터를 제어하기 위해 COM 포트에 연결된 간단한 수제 셋톱 박스 다이어그램 리모콘. 현대의 개인용 컴퓨터, 필요한 주변 장치를 사용할 수 있고 소프트웨어홈 오디오-비디오 센터를 대체할 수 있습니다. 당신은 있어야 합니다... 적외선을 사용하여 집에서 만든 간단한 국경 통과 또는 입국 경보 다이어그램. 어떤 경우에는 사람이 방으로 들어가는 것, 자동차가 영토로 들어가는 것, 물체가 상자로 이동하거나 들어가는 것을 신호로 보내는 것이 필요합니다. 상자... 아래는 간단한 두 가지에 대한 설명입니다. - IR 광선을 이용한 명령 원격 제어 시스템으로 제어가 가능합니다. 다양한 장치, 그리고, 도난 경보, 원격 제어가 가능한 전자 잠금 장치. 이 회로는 3개의 LM567 마이크로 회로와 1개의... 이 시스템은 4개의 개체를 독립적으로 제어하도록 설계되었습니다. 리모콘에는 4개의 버튼이 있고 수신기에는 4개의 출력이 있습니다. 리모콘의 각 버튼은 자체 수신기 출력을 담당하며, 각 버튼을 누르면 해당 수신기 출력 상태가 변경됩니다. 수신기 출력에는... 마이크로 계산기가 존재하는 이유는 누구나 알고 있지만 수학적 계산 외에도 훨씬 더 많은 기능이 가능하다는 것이 밝혀졌습니다. "1" 버튼을 누른 다음 "+"를 누르고 "="를 누른 다음 "=" 버튼을 누를 때마다 디스플레이의 숫자가 다음과 같이 표시됩니다... 장치가 켜지도록 설계되었습니다. 또는 센서 손이나 기타 반사 표면에 가져가면 무언가를 전환하십시오. 감도는 수 미터에서 수 센티미터까지 다양한 응답 범위로 넓은 범위에 걸쳐 조정될 수 있습니다. 아이디어는 일반적으로 ...

03-01-2009

야코레프 세르게이

소개

안에 인터넷 네트워크많은 간단한 장치 Microchip의 PIC16F 및 PIC18F 제품군 컨트롤러를 기반으로 합니다. 나는 다소 복잡한 장치에 주목합니다. 나는 이 기사가 PIC18F용 프로그램을 작성하는 모든 사람에게 유용할 것이라고 생각합니다. 왜냐하면 프로그램의 소스 코드를 사용하여 자신만의 실시간 시스템을 만들 수 있기 때문입니다. 이론과 표준에서 시작하여 이 프로젝트의 하드웨어 및 소프트웨어 구현으로 끝나는 많은 정보가 있을 것입니다. 어셈블러 소스 코드는 전체 주석과 함께 제공됩니다. 그러므로 프로그램을 이해하는 것은 어렵지 않을 것이다.

아이디어

언제나 그렇듯이 모든 것은 아이디어에서 시작됩니다. 스타브로폴 영토의 지도가 있습니다. 지도에는 이 지역의 26개 구역이 있습니다. 지도의 크기는 2 x 3 m이며, 선택한 영역의 조명을 제어해야 합니다. 제어는 적외선 제어 채널(이하 간단히 IR 또는 IR 원격 제어라고 함)을 통해 원격으로 수행되어야 합니다. 동시에 제어 명령은 PC 기반 제어 서버로 전송되어야 합니다. 지도에서 특정 지역을 선택하면 관리 서버가 모니터에 추가 정보를 표시합니다. 서버의 명령을 사용하여 지도의 정보 표시를 제어할 수 있습니다. 임무가 설정되었습니다. 결국 우리는 사진에 보이는 것을 얻었습니다. 하지만 이 모든 것이 실현되기 전에 우리는 몇 가지 단계를 거쳐 다양한 기술적 문제를 해결해야 했습니다.

설치측면에서 봅니다.

장치 작동 알고리즘

정보 표시 제어 시스템은 리모콘으로 제어해서는 안 됩니다. 선택하기가 더 어렵다 TV 프로그램을 선택하거나 CD의 트랙 번호를 지정합니다. Philips VCR에서 기성품 리모콘을 사용하기로 결정했습니다. 구역 번호 선택은 리모컨 버튼 "P+"를 순차적으로 누른 다음 "P-"로 끝나는 구역 번호에 대한 두 개의 숫자 버튼을 눌러 설정합니다. 처음으로 영역을 선택하면 해당 영역이 선택되고(LED 백라이트 켜짐), 다시 선택하면 선택이 해제됩니다.
PC 제어 서버에서 카드를 관리하기 위한 프로토콜입니다.

1. 나가는 명령, 즉 장치에서 PC로 전송되는 명령:

1.1. 장치의 전원을 켜면 PC는 MAP999 명령을 수신합니다.
1.2. 지역을 켰을 때 : MAP(지역번호)1
1.3. 지역을 끌 때 : MAP(지역번호)0
1.4. 전체 지도가 켜진 경우: MAP001
1.5. 전체 지도를 끄는 경우: MAP000

2. 수신 명령:

2.1. 전체 지도 활성화: MAP001
2.2. 전체 지도 끄기: MAP000
2.3. 포함지역 : MAP(지역번호)1
2.4. 비활성화 지역 : MAP(지역번호)0
2.5. 포함된 영역에 대한 정보 수신: MAP999 이 명령에 대한 응답으로 모든 포함된 영역에 대한 데이터가 1.2절의 형식으로 전송됩니다(모든 포함된 영역이 다시 켜지는 것처럼).
2.6. 비활성화된 영역에 대한 정보 수신: MAP995 이 명령에 대한 응답으로 모든 비활성화된 영역에 대한 데이터는 1.3절의 형식으로 전송됩니다(모든 비활성화된 영역이 다시 꺼진 것처럼).

마지막으로 활성화된 영역을 끄면 "전체 지도 끄기" 명령도 수신되어야 합니다.
마지막으로 포함되지 않은 영역을 켜면 "전체 지도를 켜세요"라는 명령도 수신되어야 합니다.
영역 번호는 ASCII 숫자 문자(0x30-0x39)입니다.

아이디어부터 구현까지

리모콘용 하우징을 직접 만드는 것이 다소 어려운 문제일 수 있다고 예상하고 직렬 장치에서 기성품 리모콘을 사용하기로 결정했습니다. IR 제어 시스템의 기본으로 RC5 형식의 IR 제어 명령 시스템이 선택되었습니다. 현재 다양한 장비를 제어하는 데 매우 널리 사용됩니다. 리모콘(DU) IR 광선. 아마도 IR 리모컨을 사용하는 최초의 가정용 장비 유형은 텔레비전이었을 것입니다. 요즘에는 대부분의 가정용 오디오 및 비디오 장비에서 원격 제어를 사용할 수 있습니다. 휴대하기에도 음악 센터최근에는 원격 제어 시스템을 점점 더 많이 갖추고 있습니다. 그러나 가전제품만이 원격 제어를 적용할 수 있는 유일한 분야는 아닙니다. 원격 제어 장치는 생산 및 과학 실험실 모두에서 매우 널리 퍼져 있습니다. 세상에는 호환되지 않는 IR 원격 제어 시스템이 꽤 많이 있습니다. 가장 널리 사용되는 시스템은 RC-5입니다. 이 시스템은 가정용 TV를 포함하여 많은 TV에서 사용됩니다. 현재 여러 공장에서 RC-5 리모콘을 여러 가지 수정하여 생산하고 있으며 일부 모델은 디자인이 상당히 좋습니다. 이를 통해 가장 저렴한 비용으로 IR 원격 제어 기능을 갖춘 수제 장치를 얻을 수 있습니다. 이 특정 시스템이 선택된 이유에 대한 자세한 내용은 건너뛰고 RC5 형식을 기반으로 시스템을 구축하는 이론을 고려해 보겠습니다.

이론

제어 시스템이 어떻게 작동하는지 이해하려면 IR 리모컨 출력의 신호가 무엇인지 이해해야 합니다.

RC-5 적외선 원격 제어 시스템은 필립스가 가전 제품 제어 요구를 위해 개발했습니다. 리모콘 버튼을 누르면 송신기 칩이 활성화되어 36KHz의 충전 주파수를 갖는 일련의 펄스를 생성합니다. LED는 이러한 신호를 적외선으로 변환합니다. 방출된 신호는 포토다이오드에 의해 수신되어 IR 방사선을 다시 전기 충격으로 변환합니다. 이러한 펄스는 수신기 칩에 의해 증폭 및 복조됩니다. 그런 다음 디코더에 공급됩니다. 디코딩은 일반적으로 마이크로컨트롤러를 사용하는 소프트웨어에서 수행됩니다. 이에 대해서는 디코딩 섹션에서 자세히 설명하겠습니다. RC5 코드는 2048개의 명령을 지원합니다. 이들 팀은 각각 64개 팀으로 구성된 32개 그룹(시스템)으로 구성됩니다. 각 시스템은 TV, VCR 등과 같은 특정 장치를 제어하는 데 사용됩니다.

IR 제어 시스템 개발 초기에는 신호 생성이 하드웨어에서 이루어졌습니다. 이를 위해 특수 IC가 개발되었으며 현재는 마이크로 컨트롤러를 기반으로 한 원격 제어 장치가 점점 더 많이 만들어지고 있습니다.

가장 일반적인 송신기 칩 중 하나는 SAA3010 칩입니다. 그 특징을 간단히 살펴보겠습니다.

공급 전압 - 2 .. 7V
대기 모드에서의 전류 소비 - 10μA 이하
최대 출력 전류 - ±10mA
최대 클록 주파수 - 450KHz

SAA3010 칩의 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1. SAA3010 IC의 블록 다이어그램.

SAA3010 칩의 핀에 대한 설명은 표에 나와 있습니다.

결론	지정	기능
1	X7	버튼 매트릭스 입력 라인
2	SSM	동작 모드 선택 입력
3-6	Z0-Z3	버튼 매트릭스 입력 라인
7	MDATA	변조된 출력, 1/12 공동 주파수, 25% 듀티 사이클
8	데이터	산출
9-13	DR7-DR3	스캔 출력
14	VSS	지구
15-17	DR2-DR0	스캔 출력
18	O.S.C.	발전기 입력
19	TP2	테스트 입력 2
20	TP1	테스트 입력 1
21-27	X0-X6	버튼 매트릭스 입력 라인
28	VDD	전원 전압

송신기 칩은 리모콘의 기초입니다. 실제로 동일한 리모콘을 사용하여 여러 장치를 제어할 수 있습니다. 송신기 칩은 결합 및 단일 시스템 모드의 두 가지 모드로 32개 시스템을 처리할 수 있습니다. 결합 모드에서는 시스템을 먼저 선택한 다음 명령을 선택합니다. 선택한 시스템의 번호(주소코드)가 특수 레지스터에 저장되고 해당 시스템과 관련된 명령이 전송됩니다. 따라서 명령을 전송하려면 두 개의 버튼을 연속해서 눌러야 합니다. 이는 완전히 편리하지는 않으며 많은 수의 시스템과 동시에 작업할 때만 정당화됩니다. 실제로 송신기는 단일 시스템 모드에서 더 자주 사용됩니다. 이 경우 시스템 선택 버튼 매트릭스 대신 시스템 번호를 결정하는 점퍼가 장착됩니다. 이 모드에서는 명령을 전송하려면 버튼 하나만 누르면 됩니다. 스위치를 사용하면 여러 시스템에서 작업할 수 있습니다. 그리고 이 경우 명령을 전송하려면 버튼을 한 번만 누르면 됩니다. 전송된 명령은 스위치를 사용하여 현재 선택된 시스템과 관련됩니다.

결합 모드를 활성화하려면 SSM(단일 시스템 모드) 송신기 핀을 낮게 적용해야 합니다. 이 모드에서 송신기 IC는 다음과 같이 작동합니다. 휴식 중에 송신기의 X 및 Z 라인은 내부 p채널 풀업 트랜지스터에 의해 높게 구동됩니다. X-DR 또는 Z-DR 매트릭스의 버튼을 누르면 키보드 디바운스 주기가 시작됩니다. 버튼이 18클럭 사이클 동안 닫히면 "오실레이터 활성화" 신호가 고정됩니다. 디바운싱 주기가 끝나면 DR 출력이 꺼지고 두 번의 스캔 주기가 시작되어 각 DR 출력이 차례로 켜집니다. 첫 번째 스캔 주기에서는 Z 주소를 감지하고, 두 번째 스캔에서는 X 주소를 감지합니다. Z 입력(시스템 매트릭스) 또는 X 입력(명령 매트릭스)이 0 상태에서 감지되면 주소가 래치됩니다. 시스템 매트릭스에서 버튼을 누르면 선택한 시스템에서 마지막 명령이 전송됩니다(즉, 모든 명령 비트가 1과 동일함). 이 명령은 시스템 선택 버튼을 놓을 때까지 전송됩니다. 명령 매트릭스에서 버튼을 누르면 래치 레지스터에 저장된 시스템 주소와 함께 명령이 전송됩니다. 전송이 시작되기 전에 버튼을 놓으면 재설정이 발생합니다. 전송이 시작된 경우 버튼 상태에 관계없이 전송이 완전히 완료됩니다. 동시에 두 개 이상의 Z 또는 X 버튼을 누르면 발전기가 시작되지 않습니다.

단일 시스템 모드를 활성화하려면 SSM 핀이 높아야 하며 시스템 주소는 적절한 점퍼 또는 스위치로 설정되어야 합니다. 이 모드에서는 휴식 중에 송신기의 X-라인이 높은 상태에 있습니다. 동시에 전류 소모를 방지하기 위해 Z 라인이 꺼집니다. 두 스캔 사이클 중 첫 번째에서 시스템 주소가 결정되어 래치 레지스터에 저장됩니다. 두 번째 사이클에서는 명령 번호가 결정됩니다. 이 명령은 래치 레지스터에 저장된 시스템 주소와 함께 전송됩니다. Z-DR 점퍼가 없으면 코드가 전송되지 않습니다.

코드 전송 사이에 버튼을 놓으면 재설정이 발생합니다. 디바운스 절차 중 또는 센서가 스캔되는 동안 버튼을 놓으면 버튼 누름이 감지되기 전에 재설정도 발생합니다. 출력 DR0 - DR7에는 개방형 드레인이 있고 트랜지스터는 정지 상태에서 개방되어 있습니다.

RC-5 코드에는 버튼을 놓을 때마다 반전되는 추가 제어 비트가 있습니다. 이 비트는 버튼을 누르고 있는지 또는 새로 눌렀는지 여부를 디코더에 알려줍니다. 제어 비트는 전송이 완전히 완료된 후에만 반전됩니다. 스캔 주기는 각 발송 전에 수행되므로 소포 발송 중에 누른 버튼을 다른 버튼으로 변경하더라도 시스템 번호와 명령은 여전히 올바르게 전송됩니다.

OSC 핀은 1핀 발진기 입력/출력이며 432KHz의 주파수에서 세라믹 공진기를 연결하도록 설계되었습니다. 공진기와 직렬로 저항이 6.8Kom인 저항기를 연결하는 것이 좋습니다.

테스트 입력 TP1 및 TP2는 정상 작동 중에 접지에 연결되어야 합니다. TP1의 로직 레벨이 높으면 스캐닝 주파수가 증가하고, TP2의 로직 레벨이 높으면 시프트 레지스터의 주파수가 증가합니다.

유휴 상태에서는 DATA 및 MDATA 출력이 Z 상태에 있습니다. MDATA 출력에서 송신기에 의해 생성된 펄스 시퀀스의 충전 주파수는 36kHz(클럭 생성기 주파수의 1/12)이며 듀티 사이클은 25%입니다. DATA 출력에서도 동일한 시퀀스가 생성되지만 패딩은 없습니다. 이 출력은 송신기 칩이 내장 키보드의 컨트롤러 역할을 할 때 사용됩니다. DATA 출력의 신호는 리모콘 수신기 마이크로 회로의 출력 신호와 완전히 동일합니다 (그러나 수신기와 달리 반전은 없습니다). 이 두 신호는 모두 동일한 디코더로 처리될 수 있습니다. SAA3010을 내장 키보드 컨트롤러로 사용하는 것은 경우에 따라 매우 편리합니다. 마이크로컨트롤러는 단 하나의 인터럽트 입력만 사용하여 최대 64개 버튼의 매트릭스를 폴링하기 때문입니다. 또한 송신기 마이크로 회로는 +5V의 전원 전압을 허용합니다.

송신기는 14비트 데이터 워드를 생성하며 그 형식은 다음과 같습니다.

그림 2. RC-5 코드 데이터 워드 형식.

시작 비트는 수신기 IC에서 AGC를 설정하기 위한 것입니다. 제어 비트는 새 프레스의 표시입니다. 클럭 지속 시간은 1.778ms입니다. 버튼을 계속 누르고 있는 동안 데이터 워드는 64 클럭 사이클 간격으로 전송됩니다. 113.778ms(그림 2).

처음 두 펄스는 시작 펄스이고 둘 다 논리 "1"입니다. 수신자가 메시지의 실제 시작을 결정하기 전에 비트의 절반(비어 있음)이 전달된다는 점에 유의하십시오.
확장 RC5 프로토콜은 1개의 시작 비트만 사용합니다. S2 비트는 변환되어 명령의 6번째 비트에 추가되어 총 7개의 명령 비트를 구성합니다.

세 번째 비트는 제어 비트입니다. 이 비트는 키를 누를 때마다 반전됩니다. 이러한 방식으로 수신자는 계속 누르고 있는 키와 주기적으로 누르는 키를 구별할 수 있습니다.
다음 5비트는 첫 번째 LSB와 함께 전송되는 IR 장치 주소를 나타냅니다. 주소 뒤에는 6개의 명령 비트가 옵니다.
메시지는 14비트를 포함하며 일시 중지를 포함하여 총 지속 시간은 25.2ms입니다. 때로는 S1 시작 비트의 첫 번째 절반이 비어 있기 때문에 메시지가 더 짧아질 수 있습니다. 그리고 명령의 마지막 비트가 논리 "0"이면 메시지 비트의 마지막 부분도 비어 있습니다.
키를 계속 누르고 있으면 메시지가 114ms마다 반복됩니다. 제어 비트는 모든 메시지에서 동일하게 유지됩니다. 이는 수신기 소프트웨어가 이를 자동 반복 기능으로 해석하는 신호입니다.

우수한 잡음 내성을 보장하기 위해 2단계 코딩이 사용됩니다(그림 3).

그림 3. RC-5 코드에서 "0"과 "1" 코딩.

RC-5 코드를 사용할 때 평균 전류 소모량을 계산해야 할 수도 있습니다. Fig. 2를 사용하면 아주 쉽게 할 수 있습니다. 4는 소포의 상세한 구조를 보여준다.

그림 4. RC-5 패키지의 세부 구조.

장비가 RC-5 명령에 동일하게 응답하도록 코드는 매우 구체적인 방식으로 배포됩니다. 이러한 표준화를 통해 송신기는 다양한 장치를 제어하도록 설계될 수 있습니다. 동일한 기능에 대해 동일한 명령 코드 사용 다른 장치상대적으로 적은 수의 버튼을 가진 송신기는 예를 들어 오디오 컴플렉스, TV 및 VCR을 동시에 제어할 수 있습니다.

일부 유형의 가정용 장비에 대한 시스템 번호는 다음과 같습니다.

0 - 텔레비전(TV)
2 - 텔레텍스트
3 - 비디오 데이터
4 - 비디오 플레이어(VLP)
5 - 비디오 카세트 레코더(VCR)
8 - 비디오 튜너(Sat.TV)
9 - 비디오 카메라
16 - 오디오 프리앰프
17 - 튜너
18 - 테이프 레코더
20 - 컴팩트 플레이어(CD)
21 - 턴테이블(LP)
29 - 조명

나머지 시스템 번호는 향후 표준화 또는 실험용으로 예약되어 있습니다. 일부 명령 코드와 기능의 대응도 표준화되었습니다.
일부 기능에 대한 명령 코드는 다음과 같습니다.

0-9 - 디지털 값 0-9
12 - 대기 모드
15 - 디스플레이
13 - 음소거
16 - 볼륨 +
17 - 볼륨 -
30 - 정방향 검색
31 - 뒤로 검색
45 - 방출
48 - 일시 정지
50 - 되감기
51 - 빨리 감기
53 - 재생
54 - 중지
55 - 입장

송신기 칩을 기반으로 완전한 IR 원격 제어 장치를 구축하려면 큰 펄스 전류를 제공할 수 있는 LED 드라이버도 필요합니다. 최신 LED는 다음과 같은 경우 리모콘으로 작동합니다. 펄스 전류예를 들어 KP505A와 같이 낮은 임계값(로직 레벨) MOS 트랜지스터에 LED 드라이버를 구축하는 것이 매우 편리합니다. 리모콘의 회로도의 예가 그림 1에 나와 있습니다. 5.

그림 5. RC-5 리모콘의 개략도.

시스템 번호는 핀 Zi와 DRj 사이의 점퍼로 설정됩니다. 시스템 번호는 다음과 같습니다.

DRj 라인으로 Xi 라인을 닫는 버튼을 눌렀을 때 전송되는 명령 코드는 다음과 같이 계산됩니다.

IR 원격 수신기는 2단계로 인코딩된 데이터를 복구해야 하며 간섭에 관계없이 신호 강도의 크고 빠른 변화에 응답해야 합니다. 수신기 출력의 펄스 폭은 공칭 폭과 10% 이내로 달라야 합니다. 수신기는 지속적인 외부 빛에 민감하지 않아야 합니다. 이러한 요구 사항을 모두 충족하는 것은 매우 어렵습니다. IR 원격 제어 수신기의 이전 구현에는 특수 칩을 사용하는 경우에도 수십 개의 구성 요소가 포함되었습니다. 이러한 수신기는 종종 36kHz로 조정된 공진 회로를 사용했습니다. 이로 인해 설계를 제조하고 구성하기가 어려워졌으며 우수한 차폐를 사용해야 했습니다. 최근에는 3핀 통합 IR 원격 제어 수신기가 널리 보급되었습니다. 하나의 패키지에는 포토다이오드, 프리앰프 및 드라이버가 결합되어 있습니다. 출력은 36KHz에서 패딩 없이 일반 TTL 신호를 생성하며 이는 마이크로컨트롤러의 추가 처리에 적합합니다. 이러한 수신기는 많은 회사에서 생산되며 Siemens의 SFH-506, Temic의 TFMS5360, Integral 소프트웨어의 ILM5360 등이 있습니다. 현재 이러한 초소형 회로의 소형 버전이 더 많이 있습니다. RC-5 외에도 특히 충전 주파수가 다른 다른 표준이 있으므로 다양한 주파수에 대한 통합 수신기가 있습니다. RC-5 코드로 작업하려면 36KHz의 채우기 주파수용으로 설계된 모델을 선택해야 합니다.

IR 원격 제어 수신기로 특수 KR1568HL2 마이크로 회로가 될 수 있는 셰이퍼 증폭기가 있는 포토다이오드를 사용할 수도 있습니다. 이러한 수신기의 다이어그램은 그림 6에 나와 있습니다.

그림 6. KR1568HL2 마이크로 회로 기반 수신기.

정보 표시 제어 시스템으로는 통합 IR 리모컨 수신기를 선택했습니다. 고감도 PIN 포토다이오드는 광 방사 수신기로 TSOP1736 마이크로 회로에 설치되며, 이 신호는 입력 증폭기로 공급되어 포토다이오드 출력 전류를 전압으로 변환합니다. 변환된 신호는 AGC가 있는 증폭기로 공급된 다음 대역통과 필터로 공급되어 36kHz의 작동 주파수를 갖는 신호를 잡음과 간섭으로부터 분리합니다. 선택된 신호는 검출기와 적분기로 구성된 복조기에 공급됩니다. 펄스 사이의 일시 중지에서 AGC 시스템이 보정됩니다. 이는 제어 회로에 의해 제어됩니다. 이 설계 덕분에 마이크로 회로는 작동 주파수에서도 지속적인 간섭에 반응하지 않습니다. 활성 출력 레벨이 낮습니다. 초소형 회로는 작동을 위해 외부 요소를 설치할 필요가 없습니다. 광검출기를 포함한 모든 구성 요소는 내부 전기 스크린을 통해 외부 간섭으로부터 보호되며 특수 플라스틱으로 채워져 있습니다. 이 플라스틱은 가시광선 영역의 광간섭을 차단하는 필터입니다. 이러한 모든 조치 덕분에 마이크로 회로는 매우 높은 감도와 낮은 잘못된 신호 확률을 특징으로 합니다. 그럼에도 불구하고 통합 수신기는 전원 공급 장치 노이즈에 매우 민감하므로 항상 RC와 같은 필터를 사용하는 것이 좋습니다. 모습통합된 광검출기의 위치와 핀의 위치는 그림 1에 나와 있습니다. 7.

그림 7. RC-5 통합 수신기.

RC-5 디코딩

우리 장치의 기본은 PIC18F252 마이크로 컨트롤러이므로 소프트웨어에서 RC-5 코드를 디코딩합니다. 네트워크에서 제공되는 RC5 코드 수신 알고리즘은 대부분 당사 장치와 같은 실시간 장치에 적합하지 않습니다. 제안된 알고리즘의 대부분은 소프트웨어 루프를 사용하여 시간 지연과 측정 간격을 생성합니다. 이는 우리의 경우에는 적합하지 않습니다. PIC18F252 마이크로컨트롤러의 INT 입력에서 신호 감소를 기반으로 인터럽트를 사용하고 PIC18F252 마이크로컨트롤러의 TMR0을 사용하여 타이밍 매개변수를 측정하기로 결정했습니다. 동일한 타이머는 다음 펄스에 대한 대기 시간이 만료될 때 인터럽트를 생성합니다. 두 번의 전송 사이에 일시 중지가 있었던 경우. DA1 마이크로 회로의 출력에서 복조 된 신호는 마이크로 컨트롤러의 INT0 입력에 공급되어 해독되고 해독 된 명령은 키를 제어하기 위해 레지스터를 이동하도록 발행됩니다. 해독 알고리즘은 PIC18F252 마이크로컨트롤러의 인터럽트 사이의 시간 간격 측정을 기반으로 합니다. 그림 8을 자세히 살펴보면 몇 가지 특징을 발견할 수 있습니다. 따라서 PIC18F252 마이크로컨트롤러의 인터럽트 간 간격이 2T(여기서 T는 단일 RC5 펄스의 지속 시간)인 경우 수신된 비트는 0 또는 1이 될 수 있습니다. 이는 모두 이전 비트에 따라 달라집니다. 이는 자세한 설명과 함께 아래 프로그램에서 매우 명확하게 볼 수 있습니다. 전체 프로젝트는 다운로드하여 개인적인 용도로 사용할 수 있습니다. 재인쇄 시 링크가 필요합니다.

해당 카테고리의 인기 항목: