IR diaľkové ovládanie. Schéma diaľkového ovládania zariadení. Od nápadu až po realizáciu
Ahojte všetci! Tu budeme hovoriť o tom, ako urobiť najjednoduchšie IR ovládanie (). Tento okruh môžete dokonca ovládať bežným diaľkovým ovládačom televízora. Hneď vás varujem, vzdialenosť nie je veľká - asi 15 centimetrov, ale aj tento výsledok poteší začiatočníka v práci. S podomácky vyrobeným vysielačom sa dosah zdvojnásobí, to znamená približne o ďalších 15 centimetrov. Diaľkové ovládanie je vyrobené jednoducho. IR LED pripojíme k 9-voltovej „korune“ cez 100-150 ohmový odpor, pri inštalácii bežného tlačidla bez uzamknutia ho prilepíme k batérii elektrickou páskou a elektrická páska by nemala zasahovať do infračerveného žiarenia IR LED.Fotografia zobrazuje všetky prvky, ktoré potrebujeme na zostavenie obvodu
2. Rezistor pre 1 ohm a pre 300-500 ohmov (Pre prehľadnosť som na fotografiu umiestnil odpory pre 300 a 500 ohmov)
3. Trimrový odpor pre 47 kom.
4. Tranzistor KT972A alebo podobný v prúde a štruktúre.
5. Môžete použiť akúkoľvek nízkonapäťovú LED.
Schematický diagram IR riadiaci prijímač na jednom tranzistore:
Začnime vyrábať fotodetektor. Jeho diagram bol prevzatý z jednej referenčnej knihy. Najprv si tabuľu nakreslíme permanentnou fixou. Dá sa to ale urobiť aj závesnou inštaláciou, ale je vhodné to urobiť na DPS. Moja tabuľa vyzerá takto:
No, teraz, samozrejme, začnime spájkovať prvky. Spájkovanie tranzistora:
Spájkujte odpor 1 kOhm (kilohm) a konštrukčný odpor.
A nakoniec prispájkujeme posledný prvok - toto je odpor 300 - 500 Ohm, nastavil som ho na 300 Ohm. Zverejnil to s opačná strana vytlačená obvodová doska, pretože mi nedovolil dotknúť sa ho spredu, kvôli jeho mutáciám labiek =)
Celé to vyčistíme zubnou kefkou a alkoholom, aby sme zmyli zvyšnú kolofóniu. Ak je všetko bez chýb zmontované a fotodióda funguje správne, bude fungovať okamžite. Video tohto dizajnu v akcii si môžete pozrieť nižšie:
Vo videu je vzdialenosť malá, keďže ste sa museli pozerať na kameru aj na diaľkové ovládanie súčasne. Preto som nemohol zaostriť smery diaľkového ovládača. Ak namiesto fotodiódy dáte fotorezistor, bude reagovať na svetlo, osobne som si overil, že citlivosť je ešte lepšia ako v pôvodné schémy fotorezistor. Do obvodu som dodal 12V, funguje to v pohode - LED svieti jasne, jas a citlivosť fotorezistora je upravená. Momentálne pomocou tohto obvodu vyberám prvky tak, aby som mohol napájať IR prijímač od 220 voltov a výstup na žiarovku je tiež 220V. Špeciálne poďakovanie za poskytnutý diagram: thehunteronghosts . Materiál poskytol:
Po zhromaždení JDM programátor, začnime hľadať nejaký ľahko opakovateľný vzor. Pomerne často sú to banálne LED blikajúce svetlá alebo LED hodiny, ale prvá možnosť praktické uplatnenie takmer žiadny a druhý často nie je vhodný nie preto, že by bol nežiaduci, ale preto, že rádioamatér, najmä začiatočník alebo žijúci vo vnútrozemí, nemá vždy potrebné komponenty (napr. kremenný rezonátor alebo LED indikátory).
Schéma navrhovaná nižšie, prevzatá z webovej stránky Zhelezo-off (http://aes.at.ua/publ/31-1-0-61), využíva prístupnejšie prvky.
Vymenil som fotosenzor TSOP1738 za TSOP1736, ale môžete experimentovať s podobnými časťami odstránenými z chybného zariadenia.
Mikrokontroléry uvedené v diagrame sú vybavené rôznym firmvérom - obe verzie firmvéru je možné stiahnuť z vyššie uvedenej stránky.
Môžete použiť akékoľvek relé s napätím vinutia 12 voltov.
Trochu o zostávajúcich detailoch, pretože hodnoty niektorých z nich nie sú v diagrame veľmi jasné:
Cl - 220 uF 25 V;
C2 - 220 uF, aspoň 10 V;
C3 - 0,1 μF (tu sa do autorovej schémy vloudil preklep - ďalší kondenzátor, elektrolytický, musí mať sériové číslo 4);
C4 - 4,7 uF 10 V;
R1 - 330 Ohm;
R2 - 1K;
R3 - 4,7 K;
T1 - BC547, KT315 alebo iné podobné tranzistory štruktúry N-P-N;
LED - LED akéhokoľvek typu a farby podľa vášho výberu;
D1 - 1N4148, 1N4007 alebo analógy;
Gombík - bez fixácie.
Stabilizátor - ľubovoľné 5 voltov.
Diaľkové ovládanie (RCU, remote control unit, RCU, remote control unit) je elektronické zariadenie na diaľkové (diaľkové) ovládanie iného elektronického zariadenia na diaľku. Existujú v autonómnych aj (oveľa menej často) neautonómnych (káblových) verziách. Štrukturálne - zvyčajne malá krabica obsahujúca elektronický obvod, ovládacie tlačidlá a autonómne napájanie.
Diaľkové ovládacie panely slúžia na ovládanie systémov a mechanizmov na mobilných objektoch (lietadlá, kozmické lode, lode atď.), ovládanie výrobné procesy, komunikačné systémy, vojenské zariadenia. Široko sa používajú aj na diaľkové ovládanie televízorov, stereo systémov, audio a video prehrávačov a iných domácich elektronických zariadení (odosielanie príkazov na prepínanie TV kanálov, audio stôp, ovládanie hlasitosti atď.). Diaľkové ovládanie pre domácnosť je malé zariadenie s tlačidlami, napájaný batériami a odosielaním príkazov cez infračervené žiarenie. Väčšina modernej spotrebnej elektroniky obsahuje obmedzenú sadu ovládacích prvkov na tele a úplnú sadu na diaľkovom ovládači.
Autoalarmy a niektoré digitálne fotoaparáty majú unikátne diaľkové ovládanie. K dispozícii sú aj diaľkové ovládače na ovládanie robotov, modelov lietadiel atď. (obrázok 1.2).
Obrázok 1.2 - Rôzne diaľkové ovládače pre domáce spotrebiče
1.2.1 História diaľkového ovládania
Jeden z prvých príkladov zariadení na diaľkové ovládanie vynašiel a patentoval Nikola Tesla v roku 1893.
V roku 1903 predstavil španielsky inžinier a matematik Leonardo Torres Quevedo na Parížskej akadémii vied Telekino, zariadenie, ktoré bolo robotom, ktorý vykonával príkazy prenášané cez elektromagnetické vlny. V tom istom roku získal patenty vo Francúzsku, Španielsku, Veľkej Británii a USA. V roku 1906 v prístave Bilbao, za prítomnosti kráľa a veľkého davu divákov, Torres predstavil svoj vynález, kormidloval čln z lode. Neskôr sa pokúsil prispôsobiť Telekino pre granáty a torpéda, ale opustil projekt kvôli nedostatku financií.
Prvý diaľkovo ovládaný model lietadla bol uvedený na trh v roku 1932. Na využití diaľkového ovládania pre vojenské účely sa potom intenzívne pracovalo počas 2. svetovej vojny, napríklad v nemeckom projekte rakiet zem-vzduch Wasserfall.
Prvý diaľkový ovládač televízora vyvinula americká spoločnosť Zenith Radio Corporation začiatkom 50. rokov minulého storočia. K televízoru bol pripojený káblom. V roku 1955 bolo vyvinuté bezdrôtové diaľkové ovládanie Flashmatic, založené na vysielaní lúča svetla smerom k fotobunke. Bohužiaľ fotobunka nedokázala rozlíšiť svetlo z diaľkového ovládača od svetla z iných zdrojov. Navyše bolo potrebné diaľkové ovládanie presne nasmerovať na prijímač.
V roku 1956 rakúsko-americký Robert Adler vyvinul bezdrôtové diaľkové ovládanie Zenith Space Commander. Bol mechanický a používal ultrazvuk na nastavenie kanála a hlasitosti. Keď používateľ stlačil tlačidlo, kliklo a zasiahlo tanier. Každá platňa produkovala hluk inej frekvencie a televízne obvody tento šum rozpoznali. Vynález tranzistora umožnil vyrábať lacné elektrické diaľkové ovládače, ktoré obsahujú piezoelektrický kryštál, ktorý napája elektrický šok a kmitanie s frekvenciou presahujúcou hornú hranicu ľudského sluchu (hoci je počuteľné pre psov). Prijímač obsahoval mikrofón pripojený k obvodu naladenému na rovnakú frekvenciu. Niektoré problémy s touto metódou spočívali v tom, že prijímač mohol byť spustený prirodzeným šumom a že niektorí ľudia, najmä mladé ženy, mohli počuť vysoké ultrazvukové signály. Dokonca sa vyskytol prípad, keď hračkársky xylofón mohol prepínať kanály na tomto type televízora, pretože niektoré podtóny xylofónu mali rovnakú frekvenciu ako signály z diaľkového ovládača.
V roku 1974 vydali GRUNDIG a MAGNAVOX prvý farebný televízor s IR mikroprocesorovým riadením. Televízor mal zobrazenie na obrazovke (OSD) - číslo kanála sa zobrazovalo v rohu obrazovky.
Impulz pre sofistikovanejšie typy diaľkových ovládačov prišiel koncom 70. rokov, keď BBC vyvinula teletext. Väčšina diaľkových ovládačov predávaných v tom čase mala obmedzený súbor funkcií, niekedy len štyri: nasledujúci kanál, predchádzajúci kanál, zvýšenie alebo zníženie hlasitosti. Tieto diaľkové ovládače nevyhovovali potrebám teletextu, kde boli strany číslované trojmiestnymi číslami. Diaľkové ovládanie, ktoré umožňovalo výber teletextovej stránky, muselo mať tlačidlá na čísla od 0 do 9, ďalšie ovládacie tlačidlá, napríklad na prepínanie medzi textom a obrázkom, ako aj bežné televízne tlačidlá na ovládanie hlasitosti, kanálov, jasu, atď. farba. Prvé televízory s teletextom mali káblové diaľkové ovládanie na výber stránok teletextu, ale nárast používania teletextu ukázal potrebu bezdrôtové zariadenia. A inžinieri BBC začali rokovania s výrobcami televízorov, čo viedlo v rokoch 1977-1978 k objaveniu prototypov, ktoré mali veľa väčšia sada funkcie. Jednou zo spoločností bola ITT, neskôr podľa nej pomenovali infračervený komunikačný protokol.
V 80. rokoch 20. storočia Stephen Wozniak z Apple založil spoločnosť CL9. Cieľom spoločnosti bolo vytvoriť diaľkové ovládanie, ktoré by dokázalo ovládať viacero elektronické zariadenia. Na jeseň roku 1987 bol predstavený modul CORE. Jeho výhodou bola schopnosť „učiť sa“ signály z rôznych zariadení. Mal tiež schopnosť vykonávať určité funkcie v určených časoch vďaka vstavaným hodinám. Bol to tiež prvý diaľkový ovládač, ktorý bolo možné pripojiť k počítaču a nahrať aktualizovaný softvérový kód. CORE nemalo na trh veľký vplyv. Pre bežného užívateľa bol príliš náročný na programovanie, no získal nadšené recenzie od ľudí, ktorí boli schopní prísť na jeho programovanie. Tieto prekážky viedli k rozpusteniu CL9, ale jeden z jej zamestnancov pokračoval v podnikaní pod značkou Celadon.
Začiatkom roku 2000 sa počet domácich elektrických spotrebičov dramaticky zvýšil. Na ovládanie domáceho kina možno budete potrebovať päť alebo šesť diaľkových ovládačov: od satelitného prijímača, videorekordéra, DVD prehrávača, televízora a zosilňovača zvuku. Niektoré z nich je potrebné používať jeden po druhom a kvôli roztrieštenosti riadiacich systémov sa to stáva ťažkopádnym. Mnohí odborníci, vrátane renomovaného odborníka a vynálezcu moderného diaľkového ovládača Roberta Adlera, si všimli, aké mätúce a neohrabané môže byť používanie viacerých diaľkových ovládačov.
Vznik PDA s infračerveným portom umožnil vytvárať univerzálne diaľkové ovládače Diaľkové ovládanie s programovateľným ovládaním. Pre svoju vysokú cenu sa však táto metóda veľmi nerozšírila. Špeciálne univerzálne vzdelávacie ovládacie panely sa nerozšírili kvôli relatívnej zložitosti programovania a používania. Je možné použiť aj niektoré mobilné telefóny na diaľkové ovládanie (cez Bluetooth kanál) osobného počítača.
Nižšie sú schematické diagramy a články na tému „IR lúče“ na webovej stránke rádiovej elektroniky a rádia.
Čo sú „IR lúče“ a kde sa používajú, schematické diagramy domácich zariadení, ktoré súvisia s pojmom „IR lúče“.
Schematický diagram. Rovnako ako predchádzajúca verzia, aj tento vysielač poskytuje krátky dosah (do 10 m). LED diódy použité ako žiariče sú navyše smerové, čo umožňuje ovládať model len v rámci zóny ožarovania... Na fotodiódu VD1 sú privádzané IR impulzy modulované príkazovým signálom. Meniaci sa prúd fotodiódy cez emitorový sledovač VT2 sa privádza na vstup trojstupňového zosilňovača VT3-VT5. Na tranzistore VT1 je jednotka na kompenzáciu rušenia od... V tejto strelnici strieľajú impulzy infračerveného žiarenia. Pištoľ obsahuje zdroj energie a jednosmerný menič napätia na obdĺžnikové impulzy, ktorých trvanie a amplitúda sú určené kapacitou kondenzátorov C2-C5. Do infračerveného žiariča dorazí balík impulzov... Bezdrôtové slúchadlá umožňujú príjem soundtrack TV, rozhlasový signál, magnetofón v rámci jednej stredne veľkej miestnosti. Zariadenie funguje na základe prenosu frekvenčne modulovaného svetelného signálu v infračervenom rozsahu. Súprava obsahuje... Vďaka použitiu špecializovaného kódovania integrované obvody toto zariadenie je možné použiť na ovládanie centrálne zamykanie v aute, aktivácia autoalarmu, garážových brán, brán, osvetlenia atď. Súprava sa skladá z dvoch častí: vysielača a... Obvod infračerveného prijímača je navrhnutý tak, aby fungoval s akýmkoľvek diaľkovým ovládačom: z TV prijímača, satelitného tuneru, videorekordéra. Zariadenie funguje s väčšinou tlačidiel diaľkového ovládania. Prijímač funguje nasledovne: signál z prijímacej diódy... Na ochranu predmetov sa používa optoelektronická bariéra. Vďaka nemu môžete zapnúť alarm, keď sa k objektu priblíži nepovolaná osoba. Bariéra využíva infračervené žiarenie, ktorého lúč sa prenáša z vysielača do prijímača. Prerušenie lúča spôsobí zmenu výstupného stavu... Štandardné systémy diaľkového ovládania používané vo videotechnike sú vyrobené na špecializovaných mikroobvodoch a poskytujú veľmi veľký súbor príkazov. Na ovládanie jednoduchých zariadení však nie je potrebný taký veľký počet príkazov. V zásade aj na prevádzkové ovládanie TV... Mikroobvod TRC1300N je kodér / dekodér pre systémy diaľkového ovládania pracujúce cez komunikačný kanál využívajúci infračervené lúče alebo cez rádiový kanál. V závislosti od logickej úrovne na kolíku 2 mikroobvodu funguje buď ako kódovač, ktorý generuje impulzy, alebo ako... Svetlo môže byť použité ako médium na prenos informácií. Môže to byť bežné (viditeľné) svetlo alebo infračervené žiarenie – infračervené lúče. Uvažuje sa o schémach jednoduchých optických vysielačov pre svetelné telefóny (fotofóny) s použitím jednoduchých žiaroviek, ako aj... Domáce polovodičové televízory radu USST sú už úplne vyradené z prevádzky, mnohé sú vyhodené a rozobrané na súčiastky. Niektorí ľudia však stále majú úplne funkčné kópie, ktoré sa používajú výlučne na chate. Naše chaty sú totiž väčšinou veľmi slabo strážené (ak vôbec... Zariadenie je určené na signalizáciu prechodu osoby do miestnosti prednými dverami alebo priechodom. Obvod funguje na princípe kríženia infračerveného lúča. Keď skríži sa, spustí sa hudobný alarm, upozorní personál, že prišla návšteva alebo klient... Schéma jednoduchého domáceho fotosnímača na monitorovanie objektov na dopravníku Toto zariadenie je určené na zapnutie nákladu, keď vstúpi krabica alebo krabica určitú oblasť dopravníka alebo dopravného pásu a vypnite náklad, keď box opustí túto oblasť. Zariadenie je veľmi... Podomácky vyrobený snímač priesečníka alebo odrazu IR lúčov na čipe K561LP2. Mnoho amatérskych rádiových automatizačných obvodov používa infračervené senzory na odraz alebo pretínanie lúčov, postavené na základni prvkov domácich rádioelektronických systémov diaľkového ovládania... Schéma jednoduchého domáceho set-top boxu pripojeného k portu COM na ovládanie počítača pomocou diaľkové ovládanie. Moderné Osobný počítač, ak sú dostupné potrebné periférie a softvér schopný nahradiť domáce audio-video centrum. Musíte mať... Schéma jednoduchého podomácky vyrobeného hraničného prechodu alebo vstupného alarmu pomocou infračervených lúčov. V niektorých prípadoch je potrebné signalizovať prechod osoby do miestnosti, prejazd auta na územie, pohyb alebo vjazd akéhokoľvek predmetu do schránky, schránky... Nižšie je uvedený popis jednoduchých dvoch -príkazový systém diaľkového ovládania pomocou IR lúčov, ktoré možno použiť na ovládanie rôzne zariadenia a, poplašné zariadenie proti vlámaniu, elektronický zámok s diaľkovým ovládaním. Obvod je založený na troch mikroobvodoch LM567 a jednom... Systém je určený na nezávislé ovládanie štyroch objektov. Diaľkové ovládanie má štyri tlačidlá a prijímač má štyri výstupy. Každé tlačidlo na diaľkovom ovládači je zodpovedné za svoj vlastný výstup prijímača; každé stlačenie tlačidla zmení stav príslušného výstupu prijímača. Výstupy prijímača sú vybavené... Každý vie, prečo existuje mikrokalkulačka, no ukazuje sa, že okrem matematických výpočtov toho dokáže oveľa viac. Upozorňujeme, že ak stlačíte tlačidlo „1“, potom „+“ a potom stlačíte „=“, potom pri každom stlačení tlačidla „=“ sa číslo na displeji zobrazí... Zariadenie je určené na zapnutie alebo niečo prepnite, keď sa priblížite k rukám snímača alebo inému reflexnému povrchu. Citlivosť je možné nastaviť v širokom rozsahu, pričom rozsah odozvy sa pohybuje od niekoľkých metrov po niekoľko centimetrov. Myšlienka vo všeobecnosti...03-01-2009
Jakorev Sergej
Úvod
IN Internetové siete veľa jednoduché zariadenia založené na ovládačoch rodiny PIC16F a PIC18F od Microchip. Do pozornosti dávam pomerne zložité zariadenie. Myslím, že tento článok bude užitočný pre každého, kto píše programy pre PIC18F, pretože môžete použiť zdrojový kód programu na vytvorenie vlastného systému v reálnom čase. Informácií bude veľa, počnúc teóriou a štandardmi, končiac hardvérovou a softvérovou implementáciou tohto projektu. Zdrojové kódy assembleru sú vybavené úplnými komentármi. Preto nebude ťažké pochopiť program.
Nápad
Ako vždy, všetko začína nápadom. Máme mapu územia Stavropol. Na mape je 26 okresov kraja. Veľkosť mapy je 2 x 3 m. Je potrebné kontrolovať osvetlenie vybraných plôch. Ovládanie sa musí vykonávať na diaľku cez infračervený riadiaci kanál, ďalej len IR alebo IR diaľkové ovládanie. Súčasne musia byť riadiace príkazy prenášané na riadiaci server na báze PC. Keď vyberiete oblasť na mape, server správy zobrazí na monitore ďalšie informácie. Pomocou príkazov zo servera môžete ovládať zobrazovanie informácií na mape. Úloha bola stanovená. Nakoniec sme dostali to, čo vidíte na fotografii. Kým sa však toto všetko zrealizovalo, museli sme prejsť niektorými etapami a vyriešiť rôzne technické problémy.
Pohľad zo strany inštalácie.
Algoritmus prevádzky zariadenia
Systém ovládania informačného displeja by sa nemal ovládať z diaľkového ovládača ťažšie vybrať programov v TV alebo špecifikovaním čísla skladby na disku CD. Bolo rozhodnuté vziať hotové diaľkové ovládanie z videorekordéra Philips. Voľba čísla okresu sa nastavuje postupným stláčaním tlačidiel diaľkového ovládača „P+“, potom dvoch číselných tlačidiel pre číslo okresu, končiace na „P-“. Keď vyberiete oblasť prvýkrát, vyberie sa (rozsvieti sa LED podsvietenie) a keď ju vyberiete znova, výber sa zruší.
Protokol pre správu karty z riadiaceho servera PC.
1. Odchádzajúce príkazy, t.j. príkazy prichádzajúce zo zariadenia do počítača:
1.1. Keď zapnete napájanie zariadenia, počítač dostane príkaz: MAP999
1.2. Pri zapnutí oblasti: MAP (číslo oblasti)1
1.3. Pri vypínaní oblasti: MAP(číslo oblasti)0
1.4. Keď je zapnutá celá mapa: MAP001
1.5. Pri vypnutí celej mapy: MAP000
2. Prichádzajúce príkazy:
2.1. Povoliť celú mapu: MAP001
2.2. Vypnúť celú mapu: MAP000
2.3. Zahrnúť oblasť: MAP (číslo oblasti)1
2.4. Zakázať oblasť: MAP(číslo oblasti)0
2.5. Prijať informácie o zahrnutých oblastiach: MAP999 Ako odpoveď na tento príkaz sa prenesú údaje o všetkých zahrnutých oblastiach vo formáte článku 1.2 (ako keby sa všetky zahrnuté oblasti opäť zapínali).
2.6. Prijať informácie o zakázaných oblastiach: MAP995 V reakcii na tento príkaz sa prenesú údaje o všetkých zakázaných oblastiach vo formáte klauzuly 1.3 (ako keby boli všetky zablokované oblasti opäť vypnuté).
Pri vypnutí poslednej aktivovanej oblasti by mal byť prijatý aj príkaz „vypnúť celú mapu“.
Pri zapnutí poslednej nezaradenej oblasti by ste mali dostať aj príkaz „zapnúť celú mapu“.
Číslo oblasti sú číslice ASCII (0x30-0x39).
Od nápadu až po realizáciu
Vzhľadom na to, že výroba vlastného krytu pre diaľkové ovládanie môže byť pomerne zložitý problém, bolo rozhodnuté vziať hotové diaľkové ovládanie zo sériového zariadenia. Ako základ pre IR riadiaci systém bol zvolený IR riadiaci systém riadenia formátu RC5. V súčasnosti sa veľmi široko používa na ovládanie rôznych zariadení. diaľkové ovládanie(DU) na IR lúčoch. Možno prvým typom vybavenia domácnosti, ktoré využívalo IR diaľkové ovládanie, boli televízory. V súčasnosti je diaľkové ovládanie dostupné vo väčšine typov domácich audio a video zariadení. Dokonca prenosný hudobné centrá V poslednej dobe sú čoraz častejšie vybavené systémom diaľkového ovládania. Domáce spotrebiče však nie sú jedinou oblasťou použitia diaľkového ovládania. Zariadenia s diaľkovým ovládaním sú pomerne rozšírené vo výrobe aj vo vedeckých laboratóriách. Na svete je pomerne veľa nekompatibilných systémov IR diaľkového ovládania. Najpoužívanejším systémom je RC-5. Tento systém sa používa v mnohých televízoroch, vrátane domácich. V súčasnosti rôzne továrne vyrábajú niekoľko modifikácií diaľkových ovládačov RC-5 a niektoré modely majú celkom slušný dizajn. To vám umožní získať domáce zariadenie s IR diaľkovým ovládaním za najnižšiu cenu. Preskočiac podrobnosti o tom, prečo bol vybraný tento konkrétny systém, uvažujme o teórii budovania systému založeného na formáte RC5.
teória
Aby ste pochopili, ako funguje riadiaci systém, musíte pochopiť, aký je signál na výstupe IR diaľkového ovládača.
Infračervený systém diaľkového ovládania RC-5 vyvinula spoločnosť Philips pre potreby ovládania domácich spotrebičov. Keď stlačíme tlačidlo diaľkového ovládania, čip vysielača sa aktivuje a generuje sekvenciu impulzov, ktoré majú plniacu frekvenciu 36 KHz. LED diódy premieňajú tieto signály na infračervené žiarenie. Vyžarovaný signál je prijímaný fotodiódou, ktorá opäť premieňa IR žiarenie na elektrické impulzy. Tieto impulzy sú zosilnené a demodulované čipom prijímača. Potom sa privedú do dekodéra. Dekódovanie sa zvyčajne vykonáva softvérovo pomocou mikrokontroléra. Podrobne o tom budeme hovoriť v časti o dekódovaní. Kód RC5 podporuje 2048 príkazov. Tieto tímy tvoria 32 skupín (systémov) po 64 tímov. Každý systém sa používa na ovládanie konkrétneho zariadenia, ako je televízor, videorekordér atď.
Na úsvite vývoja IR riadiacich systémov prebiehalo generovanie signálu v hardvéri. Na tento účel boli vyvinuté špecializované integrované obvody av súčasnosti sa čoraz častejšie vyrábajú diaľkové ovládače založené na mikrokontroléri.
Jedným z najbežnejších vysielacích čipov je čip SAA3010. Pozrime sa v krátkosti na jeho vlastnosti.
- Napájacie napätie - 2 .. 7 V
- Spotreba prúdu v pohotovostnom režime - nie viac ako 10 µA
- Maximálny výstupný prúd - ±10 mA
- Maximálna frekvencia hodín - 450 KHz
Bloková schéma čipu SAA3010 je znázornená na obrázku 1.
Obrázok 1. Bloková schéma integrovaného obvodu SAA3010.
Popis pinov čipu SAA3010 je uvedený v tabuľke:
| Záver | Označenie | Funkcia |
| 1 | X7 | Vstupné riadky matice tlačidiel |
| 2 | SSM | Vstup pre výber prevádzkového režimu |
| 3-6 | Z0-Z3 | Vstupné riadky matice tlačidiel |
| 7 | MDATA | Modulovaný výstup, frekvencia 1/12 dutiny, 25% pracovný cyklus |
| 8 | ÚDAJE | Výkon |
| 9-13 | DR7-DR3 | Skenovanie výstupov |
| 14 | VSS | Zem |
| 15-17 | DR2-DR0 | Skenovanie výstupov |
| 18 | O.S.C. | Vstup generátora |
| 19 | TP2 | Testovací vstup 2 |
| 20 | TP1 | Testovací vstup 1 |
| 21-27 | X0-X6 | Vstupné riadky matice tlačidiel |
| 28 | VDD | Napájacie napätie |
Čip vysielača je základom diaľkového ovládača. V praxi možno tým istým diaľkovým ovládačom ovládať viacero zariadení. Čip vysielača môže adresovať 32 systémov v dvoch rôznych režimoch: kombinovanom a režime jedného systému. V kombinovanom režime sa najprv vyberie systém a potom príkaz. Číslo zvoleného systému (kód adresy) sa uloží do špeciálneho registra a odošle sa príkaz súvisiaci s týmto systémom. Na prenos akéhokoľvek príkazu je teda potrebné postupné stlačenie dvoch tlačidiel. To nie je úplne pohodlné a je opodstatnené iba pri súčasnej práci s veľkým počtom systémov. V praxi sa vysielač častejšie používa v režime jedného systému. V tomto prípade je namiesto matice tlačidiel výberu systému namontovaná prepojka, ktorá určuje číslo systému. V tomto režime si prenos akéhokoľvek príkazu vyžaduje stlačenie iba jedného tlačidla. Pomocou prepínača môžete pracovať s viacerými systémami. A v tomto prípade je na odoslanie príkazu potrebné iba jedno stlačenie tlačidla. Odoslaný príkaz bude súvisieť so systémom, ktorý je aktuálne vybraný pomocou prepínača.
Na aktiváciu kombinovaného režimu musí byť kolík vysielača SSM (Single System Mode) priložený nízko. V tomto režime IC vysielača funguje nasledovne: Počas pokoja sú vedenia X a Z vysielača vybudené vysoko internými ťahovými tranzistormi p-kanálu. Po stlačení tlačidla v matici X-DR alebo Z-DR sa spustí cyklus odskoku klávesnice. Ak je tlačidlo zatvorené na 18 hodinových cyklov, signál „povolenie generátora“ je nemenný. Na konci cyklu odskoku sa výstupy DR vypnú a spustia sa dva cykly skenovania, pričom sa postupne zapnú každý výstup DR. Prvý skenovací cyklus deteguje Z adresu, druhý sken detekuje X adresu. Keď je Z-vstup (systémová matica) alebo X-vstup (príkazová matica) detegovaný v nulovom stave, adresa je zablokovaná. Keď stlačíte tlačidlo v matici systému, odošle sa posledný príkaz (t. j. všetky bity príkazu sú rovné jednej) vo vybranom systéme. Tento príkaz sa prenáša, kým neuvoľníte tlačidlo výberu systému. Keď sa stlačí tlačidlo v matici príkazov, príkaz sa prenesie spolu so systémovou adresou uloženou v registri blokovania. Ak tlačidlo uvoľníte pred začatím prenosu, dôjde k resetovaniu. Ak sa prenos začal, bez ohľadu na stav tlačidla bude úplne dokončený. Ak sa súčasne stlačí viac ako jedno tlačidlo Z alebo X, generátor sa nespustí.
Ak chcete povoliť režim jedného systému, kolík SSM musí byť vysoký a adresa systému musí byť nastavená pomocou príslušného prepínača alebo prepínača. V tomto režime sú X-riadky vysielača počas pokoja vo vysokom stave. Zároveň sú vypnuté Z-riadky, aby sa zabránilo odberu prúdu. V prvom z dvoch skenovacích cyklov je určená adresa systému a uložená v registri blokovania. V druhom cykle sa určí číslo príkazu. Tento príkaz sa odošle spolu so systémovou adresou uloženou v registri blokovania. Ak neexistuje prepojka Z-DR, neprenášajú sa žiadne kódy.
Ak sa tlačidlo medzi prenosmi kódu uvoľní, dôjde k resetu. Ak sa tlačidlo uvoľní počas procedúry odskoku alebo počas skenovania snímača, ale predtým, ako sa zistí stlačenie tlačidla, dôjde tiež k resetu. Výstupy DR0 - DR7 majú otvorený odber a tranzistory sú v pokoji otvorené.
Kód RC-5 má dodatočný riadiaci bit, ktorý sa invertuje pri každom uvoľnení tlačidla. Tento bit informuje dekodér o tom, či je tlačidlo stlačené alebo či došlo k novému stlačeniu. Riadiaci bit sa invertuje až po úplne dokončenom prenose. Cykly skenovania sa vykonávajú pred každým odoslaním, takže aj keď počas odosielania balíka zmeníte stlačené tlačidlo na iné, systémové číslo a príkazy sa budú prenášať správne.
Pin OSC je 1-kolíkový vstup/výstup oscilátora a je určený na pripojenie keramického rezonátora s frekvenciou 432 kHz. Do série s rezonátorom sa odporúča zapojiť rezistor s odporom 6,8 Kom.
Testovacie vstupy TP1 a TP2 musia byť počas normálnej prevádzky pripojené k zemi. Keď je logická úroveň na TP1 vysoká, frekvencia skenovania sa zvyšuje a keď je logická úroveň na TP2 vysoká, frekvencia posuvného registra sa zvyšuje.
V pokoji sú výstupy DATA a MDATA v stave Z. Sekvencia impulzov generovaná vysielačom na výstupe MDATA má plniacu frekvenciu 36 kHz (1/12 frekvencie hodinového generátora) s pracovným cyklom 25 %. Rovnaká sekvencia sa vygeneruje na výstupe DATA, ale bez výplne. Tento výstup sa používa, keď čip vysielača funguje ako ovládač pre vstavanú klávesnicu. Signál na výstupe DATA je úplne identický so signálom na výstupe mikroobvodu prijímača diaľkového ovládania (na rozdiel od prijímača však nemá inverziu). Oba tieto signály môže spracovať rovnaký dekodér. Použitie SAA3010 ako vstavaného ovládača klávesnice je v niektorých prípadoch veľmi pohodlné, pretože mikrokontrolér používa iba jeden vstup prerušenia na vyžiadanie matice až 64 tlačidiel. Mikroobvod vysielača navyše umožňuje napájacie napätie +5 V.
Vysielač generuje 14-bitové dátové slovo, ktorého formát je nasledujúci:
Obrázok 2. Formát dátového slova kódu RC-5.
Počiatočné bity slúžia na nastavenie AGC v IC prijímača. Riadiaci bit je znakom nového lisu. Trvanie hodín je 1,778 ms. Pokiaľ zostane tlačidlo stlačené, dátové slovo sa prenáša v intervaloch 64 hodinových cyklov, t.j. 113,778 ms (obr. 2).
Prvé dva impulzy sú štartovacie impulzy a oba sú logická "1". Všimnite si, že polovica bitu (prázdna) prejde predtým, ako prijímač určí skutočný začiatok správy.
Rozšírený protokol RC5 používa iba 1 štartovací bit. Bit S2 sa transformuje a pridá k 6. bitu príkazu, čím sa vytvorí celkom 7 príkazových bitov.
Tretí bit je riadiaci bit. Tento bit sa invertuje pri každom stlačení klávesu. Týmto spôsobom môže prijímač rozlíšiť medzi tlačidlom, ktoré zostane stlačené, alebo tlačidlom, ktoré sa stláča periodicky.
Ďalších 5 bitov predstavuje adresu IR zariadenia, ktorá je odoslaná s prvým LSB. Po adrese nasleduje 6 príkazových bitov.
Správa obsahuje 14 bitov a spolu s pauzou má celkovú dobu trvania 25,2 ms. Niekedy môže byť správa kratšia, pretože prvá polovica štartovacieho bitu S1 je ponechaná prázdna. A ak je posledný bit príkazu logická "0", posledná časť bitu správy je tiež prázdna.
Ak tlačidlo zostane stlačené, správa sa bude opakovať každých 114 ms. Riadiaci bit zostane rovnaký vo všetkých správach. Toto je signál pre softvér prijímača, aby to interpretoval ako funkciu automatického opakovania.
Na zabezpečenie dobrej odolnosti voči šumu sa používa dvojfázové kódovanie (obr. 3).
Obrázok 3. Kódovanie „0“ a „1“ v kóde RC-5.
Pri použití kódu RC-5 možno budete musieť vypočítať priemerný odber prúdu. Je to celkom jednoduché, ak použijete Obr. 4, ktorý zobrazuje podrobnú štruktúru parcely.
Obrázok 4. Detailná štruktúra obalu RC-5.
Aby sa zabezpečilo, že zariadenie bude rovnako reagovať na príkazy RC-5, kódy sú distribuované veľmi špecifickým spôsobom. Táto štandardizácia umožňuje navrhnúť vysielače na ovládanie rôznych zariadení. S rovnakými príkazovými kódmi pre rovnaké funkcie v rôzne zariadenia vysielač s relatívne malým počtom tlačidiel dokáže súčasne ovládať napríklad audiokomplex, TV a VCR.
Systémové čísla niektorých typov domácich zariadení sú uvedené nižšie:
0 - Televízia (TV)
2 - Teletext
3 - Video dáta
4 - Prehrávač videa (VLP)
5 - Videorekordér (VCR)
8 - Video tuner (Sat.TV)
9 - Videokamera
16 - Audio predzosilňovač
17 - Ladička
18 - Magnetofón
20 - Kompaktný prehrávač (CD)
21 - Gramofón (LP)
29 - Osvetlenie
Zvyšné systémové čísla sú vyhradené pre budúcu štandardizáciu alebo experimentálne použitie. Zhoda niektorých príkazových kódov a funkcií bola tiež štandardizovaná.
Príkazové kódy pre niektoré funkcie sú uvedené nižšie:
0-9 - Digitálne hodnoty 0-9
12 - Pohotovostný režim
15 - Displej
13 - stlmiť
16 - hlasitosť +
17 - zväzok -
30 - vyhľadávanie dopredu
31 - vyhľadávanie späť
45 - vyhadzovanie
48 - pauza
50 - previnúť
51 - rýchly posun vpred
53 - prehrávanie
54 - zastávka
55 - vstup
Na zostavenie kompletného IR diaľkového ovládača založeného na čipe vysielača potrebujete aj LED ovládač, ktorý je schopný poskytnúť veľký pulzný prúd. Moderné LED diódy fungujú v diaľkových ovládačoch, keď pulzné prúdy asi 1 A. Je veľmi vhodné postaviť budič LED na nízkoprahový (logická úroveň) MOS tranzistor, napríklad KP505A. Príklad schémy zapojenia diaľkového ovládača je na obr. 5.
Obrázok 5. Schéma diaľkového ovládača RC-5.
Systémové číslo sa nastavuje prepojkou medzi pinmi Zi a DRj. Číslo systému bude nasledovné:
Príkazový kód, ktorý sa odošle, keď sa stlačí tlačidlo, ktoré uzavrie vedenie Xi s vedením DRj, sa vypočíta takto:
IR vzdialený prijímač musí obnoviť dvojfázové kódované dáta a musí reagovať na veľké, rýchle zmeny v sile signálu bez ohľadu na rušenie. Šírka impulzu na výstupe prijímača by sa nemala líšiť od nominálnej o viac ako 10%. Prijímač musí byť necitlivý na neustále vonkajšie svetlo. Splniť všetky tieto požiadavky je dosť ťažké. Staršie implementácie IR prijímača diaľkového ovládania, dokonca aj tie, ktoré používali špecializované čipy, obsahovali desiatky komponentov. Takéto prijímače často používali rezonančné obvody naladené na 36 kHz. To všetko sťažilo výrobu a konfiguráciu dizajnu a vyžadovalo použitie dobrého tienenia. V poslednej dobe sa rozšírili trojkolíkové integrované IR prijímače diaľkového ovládania. V jednom balení kombinujú fotodiódu, predzosilňovač a budič. Výstup generuje bežný TTL signál bez výplne na 36 KHz, vhodný na ďalšie spracovanie mikrokontrolérom. Takéto prijímače vyrába veľa firiem, sú to SFH-506 od Siemensu, TFMS5360 od Temic, ILM5360 od Integral software a iné. V súčasnosti existuje viac miniatúrnych verzií takýchto mikroobvodov. Keďže okrem RC-5 existujú aj iné štandardy, ktoré sa líšia najmä frekvenciou plnenia, existujú integrované prijímače pre rôzne frekvencie. Ak chcete pracovať s kódom RC-5, mali by ste vybrať modely navrhnuté pre plniacu frekvenciu 36 kHz.
Ako IR prijímač diaľkového ovládania môžete použiť aj fotodiódu s tvarovacím zosilňovačom, ktorým môže byť špecializovaný mikroobvod KR1568HL2. Schéma takéhoto prijímača je znázornená na obrázku 6.
Obrázok 6. Prijímač založený na mikroobvode KR1568HL2.
Pre systém ovládania informačného displeja som zvolil integrovaný IR prijímač diaľkového ovládania. V mikroobvode TSOP1736 je inštalovaná vysoko citlivá PIN fotodióda ako prijímač optického žiarenia, z ktorého je signál privádzaný do vstupného zosilňovača, ktorý premieňa výstupný prúd fotodiódy na napätie. Konvertovaný signál sa privádza do zosilňovača s AGC a následne do pásmového filtra, ktorý oddeľuje signály s pracovnou frekvenciou 36 kHz od šumu a rušenia. Zvolený signál sa privádza do demodulátora, ktorý pozostáva z detektora a integrátora. V pauzách medzi impulzmi sa systém AGC kalibruje. Toto je riadené riadiacim obvodom. Vďaka tejto konštrukcii mikroobvod nereaguje na nepretržité rušenie ani pri prevádzkovej frekvencii. Aktívna výstupná úroveň je nízka. Mikroobvod pre svoju prevádzku nevyžaduje inštaláciu žiadnych vonkajších prvkov. Všetky jeho komponenty vrátane fotodetektora sú chránené pred vonkajším rušením vnútornou elektrickou clonou a vyplnené špeciálnym plastom. Tento plast je filter, ktorý odstraňuje optické rušenie vo viditeľnom rozsahu svetla. Vďaka všetkým týmto opatreniam sa mikroobvod vyznačuje veľmi vysokou citlivosťou a nízkou pravdepodobnosťou falošných signálov. Napriek tomu sú integrované prijímače veľmi citlivé na šum napájacieho zdroja, preto sa vždy odporúča použiť filtre, napríklad RC. Vzhľad integrovaného fotodetektora a umiestnenie kolíkov je znázornené na obr. 7.
Obrázok 7. Integrovaný prijímač RC-5.
Dekódovanie RC-5
Keďže základom nášho zariadenia je mikrokontrolér PIC18F252, kód RC-5 dekódujeme softvérovo. Algoritmy prijímania kódu RC5 ponúkané v sieti väčšinou nie sú vhodné pre zariadenia v reálnom čase, ako je naše zariadenie. Väčšina navrhovaných algoritmov využíva softvérové slučky na generovanie časových oneskorení a meracích intervalov. To nie je vhodné pre náš prípad. Bolo rozhodnuté použiť prerušenia na základe poklesu signálu na vstupe INT mikrokontroléra PIC18F252, merať parametre časovania pomocou TMR0 mikrokontroléra PIC18F252, rovnaký časovač generuje prerušenie, keď uplynie čakacia doba na ďalší impulz, t.j. keď medzi dvoma odoslaniami bola pauza. Demodulovaný signál z výstupu mikroobvodu DA1 je privedený na vstup INT0 mikrokontroléra, v ktorom je dekódovaný a dekódovaný príkaz je vydaný do posuvných registrov na ovládanie kľúčov. Dešifrovací algoritmus je založený na meraní časových intervalov medzi prerušeniami mikrokontroléra PIC18F252. Ak sa pozorne pozriete na obrázok 8, všimnete si niektoré funkcie. Takže ak bol interval medzi prerušeniami mikrokontroléra PIC18F252 rovný 2T, kde T je trvanie jedného impulzu RC5, potom prijatý bit môže byť 0 alebo 1. Všetko závisí od toho, ktorý bit bol pred ním. To je veľmi jasne viditeľné v programe nižšie s podrobnými komentármi. Celý projekt je k dispozícii na stiahnutie a použitie na osobné účely. Pri opätovnej tlači je potrebný odkaz.
