IR naprava za daljinsko upravljanje. Shema daljinskega upravljanja naprav. Od ideje do izvedbe
Pozdravljeni vsi skupaj! Tukaj bomo govorili o tem, kako narediti najpreprostejši IR nadzor (). To vezje lahko celo nadzirate z običajnim daljinskim upravljalnikom televizorja. Takoj vas opozorim, razdalja ni velika - približno 15 centimetrov, a tudi ta rezultat bo razveselil začetnika pri delu. Pri domačem oddajniku se domet podvoji, torej približno še za 15 centimetrov. Daljinski upravljalnik je narejen preprosto. IR LED povežemo z 9-voltno "krono" prek upora 100-150 ohmov, medtem ko namestimo običajen gumb brez zaklepanja, ga prilepimo na baterijo z električnim trakom, električni trak pa ne sme motiti infrardečega sevanja IR LED.Na fotografiji so prikazani vsi elementi, ki jih potrebujemo za sestavljanje vezja
2. Upor za 1 ohm in za 300-500 ohmov (Zaradi jasnosti sem na fotografiji postavil upore za 300 in 500 ohmov)
3. Trimer upor za 47 kom.
4. Tranzistor KT972A ali podoben v toku in strukturi.
5. Uporabite lahko katero koli nizkonapetostno LED.
Shematski diagram IR krmilni sprejemnik na enem tranzistorju:
Začnimo izdelovati fotodetektor. Njegov diagram je bil vzet iz ene referenčne knjige. Najprej narišemo tablo s permanentnim markerjem. Toda to lahko storite tudi z visečo montažo, vendar je priporočljivo, da to storite na PCB. Moja tabla izgleda takole:
No, zdaj pa se seveda lotimo spajkanja elementov. Spajkanje tranzistorja:
Spajkajte upor 1 kOhm (kilohm) in konstrukcijski upor.
In končno spajkamo zadnji element - to je upor 300 - 500 Ohmov, nastavil sem ga na 300 Ohmov. Objavil s hrbtna stran tiskano vezje, ker mi ni dovolil, da bi se ga dotaknila s sprednje strani, zaradi njegovih tačk mutacije =)
Vse skupaj očistimo z zobno ščetko in alkoholom, da speremo ostanke kolofonije. Če je vse sestavljeno brez napak in fotodioda deluje pravilno, bo delovala takoj. Videoposnetek tega dizajna v akciji si lahko ogledate spodaj:
V videu je razdalja majhna, saj je bilo treba hkrati gledati v kamero in daljinski upravljalnik. Zato nisem mogel izostriti smeri daljinskega upravljalnika. Če namesto fotodiode postavite fotoupor, bo reagirala na svetlobo, osebno sem se prepričal, da je občutljivost še boljša kot pri originalni diagrami fotoupor. V vezje sem napajal 12 V, deluje dobro - LED sveti močno, svetlost in občutljivost fotoupora se prilagodita. Trenutno s pomočjo tega vezja izbiram elemente, da lahko napajam IR sprejemnik iz 220 voltov, izhod na žarnico pa je tudi 220 V. Posebna zahvala za predloženi diagram: thehunteronghosts . Material zagotovil:
Po zbiranju JDM programer, začnimo iskati vzorec, ki ga je enostavno ponoviti. Pogosto so to banalne LED utripajoče luči ali LED ure, vendar prva možnost praktična uporaba skoraj nič, drugo pa pogosto ni primerno, ne zato, ker je nezaželeno, ampak zato, ker radioamater, zlasti začetnik ali živi v divjini, nima vedno potrebnih komponent (npr. kvarčni resonator ali LED indikatorji).
Spodaj predlagana shema, vzeta s spletne strani Zhelezo-off (http://aes.at.ua/publ/31-1-0-61), uporablja bolj dostopne elemente.
Fotosenzor TSOP1738 sem zamenjal s TSOP1736, vendar lahko eksperimentirate s podobnimi deli, odstranjenimi iz okvarjene opreme.
Mikrokrmilniki, prikazani na diagramu, so opremljeni z različno strojno programsko opremo - obe različici strojne programske opreme je mogoče prenesti z zgoraj omenjenega mesta.
Uporabite lahko kateri koli rele z napetostjo navitja 12 voltov.
Malo o preostalih podrobnostih, saj vrednosti nekaterih v diagramu niso zelo jasne:
C1 - 220 µF 25 V;
C2 - 220 µF, vsaj 10 V;
C3 - 0,1 μF (tukaj se je v avtorjev diagram prikradla tipkarska napaka - naslednji kondenzator, elektrolitski, mora imeti serijsko številko 4);
C4 - 4,7 µF 10 V;
R1 - 330 Ohm;
R2 - 1K;
R3 - 4,7 K;
T1 - BC547, KT315 ali drugi podobni tranzistorji strukture N-P-N;
LED - LED katere koli vrste in barve po vaši izbiri;
D1 - 1N4148, 1N4007 ali analogi;
Gumb - brez fiksacije.
Stabilizator - poljubnih 5 voltov.
Daljinski upravljalnik (RCU, daljinska upravljalna enota, RCU, remote control unit) je elektronska naprava za daljinsko (daljinsko) upravljanje druge elektronske naprave na daljavo. Obstajajo tako v avtonomni kot (veliko redkeje) neavtonomni (žični) različici. Strukturno - običajno majhna škatla, ki vsebuje elektronsko vezje, gumbi za upravljanje in avtonomno napajanje.
Daljinske nadzorne plošče se uporabljajo za nadzor sistemov in mehanizmov na mobilnih objektih (letala, vesoljske ladje, ladje itd.), nadzor proizvodnih procesov, komunikacijski sistemi, vojaški objekti. Pogosto se uporabljajo tudi za daljinsko upravljanje televizorjev, stereo sistemov, avdio in video predvajalnikov ter druge gospodinjske elektronske opreme (pošiljanje ukazov za preklapljanje TV kanalov, zvočnih posnetkov, nadzor glasnosti itd.). Gospodinjski daljinski upravljalnik je majhna naprava z gumbi, baterijsko napajanje in pošiljanje ukazov preko infrardečega sevanja. Večina sodobne potrošniške elektronike vsebuje omejen nabor kontrolnikov na ohišju in celoten nabor na daljinskem upravljalniku.
Avtomobilski alarmi in nekatere digitalne kamere imajo edinstvene daljinske upravljalnike. Obstajajo tudi daljinski upravljalniki za upravljanje robotov, modelov letal itd. (slika 1.2).
Slika 1.2 - Različni daljinski upravljalniki za gospodinjske aparate
1.2.1 Zgodovina daljinskega upravljanja
Enega najzgodnejših primerov naprav za daljinsko upravljanje je leta 1893 izumil in patentiral Nikola Tesla.
Leta 1903 je španski inženir in matematik Leonardo Torres Quevedo na pariški akademiji znanosti predstavil Telekino, napravo, ki je bila robot, ki je izvajal ukaze, posredovane prek elektromagnetni valovi. Istega leta je prejel patente v Franciji, Španiji, Veliki Britaniji in ZDA. Leta 1906 je Torres v pristanišču Bilbao v prisotnosti kralja in velike množice gledalcev predstavil svoj izum, krmiljenje čolna z ladje. Kasneje je poskušal prilagoditi Telekino za granate in torpeda, vendar je projekt zaradi pomanjkanja sredstev opustil.
Prvi model letala na daljinsko vodenje je bil lansiran leta 1932. Z uporabo daljinskega upravljanja v vojaške namene so se nato intenzivno ukvarjali med drugo svetovno vojno, na primer pri nemškem projektu zemlja-zrak Wasserfall.
Prvi TV daljinski upravljalnik je razvilo ameriško podjetje Zenith Radio Corporation v zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja. Na TV je bil povezan s kablom. Leta 1955 je bil razvit brezžični daljinski upravljalnik Flashmatic, ki je temeljil na pošiljanju žarka svetlobe proti fotocelici. Na žalost fotocelica ni mogla ločiti svetlobe daljinskega upravljalnika od svetlobe drugih virov. Poleg tega je bilo treba daljinski upravljalnik natančno usmeriti v sprejemnik.
Leta 1956 je avstrijsko-američan Robert Adler razvil brezžični daljinski upravljalnik Zenith Space Commander. Bil je mehanski in je za nastavitev kanala in glasnosti uporabljal ultrazvok. Ko je uporabnik pritisnil gumb, je ta kliknil in udaril po plošči. Vsaka plošča je proizvajala hrup drugačne frekvence in TV vezja so ta hrup prepoznala. Izum tranzistorja je omogočil proizvodnjo poceni električnih daljinskih upravljalnikov, ki vsebujejo piezoelektrični kristal, ki napaja električni šok in nihajo pri frekvenci, ki presega zgornjo mejo človeškega sluha (čeprav jo psi slišijo). Sprejemnik je vseboval mikrofon, povezan z vezjem, uglašenim na isto frekvenco. Nekaj težav s to metodo je bilo, da bi lahko sprejemnik sprožil naravni hrup in da bi nekateri ljudje, zlasti mlade ženske, lahko slišali visoke ultrazvočne signale. Bil je celo primer, ko je igračka ksilofon lahko spreminjala kanale na tej vrsti televizije, ker so bili nekateri prizvoki ksilofona enake frekvence kot signali iz daljinskega upravljalnika.
Leta 1974 sta GRUNDIG in MAGNAVOX izdala prvi barvni televizor z IR mikroprocesorskim krmiljenjem. Televizor je imel zaslonski prikaz (OSD) - številka kanala je bila prikazana v kotu zaslona.
Zagon za bolj sofisticirane tipe daljinskih upravljalnikov je prišel v poznih sedemdesetih letih, ko je BBC razvil teletekst. Večina takrat prodanih daljinskih upravljalnikov je imela omejen nabor funkcij, včasih le štiri: naslednji kanal, prejšnji kanal, povečanje ali zmanjšanje glasnosti. Ti daljinski upravljalniki niso zadostili potrebam teleteksta, kjer so bile strani oštevilčene s trimestnimi številkami. Daljinski upravljalnik, ki je omogočal izbiro strani teleteksta, je moral imeti gumbe za številke od 0 do 9, druge upravljalne gumbe, na primer za preklapljanje med besedilom in sliko, pa tudi običajne televizijske gumbe za glasnost, kanale, svetlost, barva. Prvi televizorji s teletekstom so imeli žične daljinske upravljalnike za izbiro strani teleteksta, vendar je rast uporabe teleteksta pokazala potrebo po brezžične naprave. BBC-jevi inženirji so začeli pogajanja s proizvajalci televizijskih programov, kar je v letih 1977-1978 privedlo do pojava prototipov, ki so imeli veliko večji komplet funkcije. Eno od podjetij je bilo ITT, po njem so pozneje poimenovali infrardeči komunikacijski protokol.
V osemdesetih letih je Stephen Wozniak iz Apple ustanovil podjetje CL9. Cilj podjetja je bil ustvariti daljinski upravljalnik, ki bi lahko nadzoroval več elektronske naprave. Jeseni 1987 je bil predstavljen modul CORE. Njegova prednost je bila sposobnost "učenja" signalov iz različnih naprav. Zahvaljujoč vgrajeni uri je imel tudi možnost opravljanja določenih funkcij ob določenem času. To je bil tudi prvi daljinski upravljalnik, ki ga je bilo mogoče povezati z računalnikom in naložiti posodobljeno programsko kodo. CORE ni imel velikega vpliva na trg. Za povprečnega uporabnika ga je bilo pretežko programirati, vendar je prejel odlične kritike ljudi, ki so lahko ugotovili njegovo programiranje. Te ovire so vodile do razpustitve CL9, vendar je eden od zaposlenih nadaljeval poslovanje pod blagovno znamko Celadon.
Do začetka leta 2000 se je število gospodinjskih električnih aparatov močno povečalo. Za nadzor domačega kina boste morda potrebovali pet ali šest daljinskih upravljalnikov: od satelitskega sprejemnika, video snemalnika, DVD predvajalnika, televizije in ojačevalnika zvoka. Nekatere je treba uporabljati enega za drugim, kar zaradi razdrobljenosti nadzornih sistemov postane okorno. Številni strokovnjaki, vključno s priznanim strokovnjakom in izumiteljem sodobnega daljinskega upravljalnika Robertom Adlerjem, so ugotovili, kako zmedeno in okorno je lahko uporaba več daljinskih upravljalnikov.
Pojav dlančnikov z infrardečim vmesnikom je omogočil ustvarjanje univerzalni daljinski upravljalniki Daljinski upravljalnik s programabilnim upravljanjem. Vendar pa ta metoda zaradi visokih stroškov ni postala zelo razširjena. Posebne univerzalne nadzorne plošče za učenje niso postale razširjene zaradi relativne zapletenosti programiranja in uporabe. Možna je tudi uporaba nekaterih Mobilni telefoni za daljinsko upravljanje (preko Bluetooth kanala) osebnega računalnika.
Spodaj so shematski diagrami in članki na temo "IR žarki" na spletni strani radijske elektronike in radijskih hobijev.
Kaj so "IR žarki" in kje se uporabljajo, shematski diagrami domačih naprav, ki se nanašajo na izraz "IR žarki".
Shematski diagram. Tako kot prejšnja različica tudi ta oddajnik zagotavlja kratek doseg (do 10 m). Poleg tega so LED diode, ki se uporabljajo kot oddajniki, usmerjene, kar vam omogoča nadzor nad modelom samo znotraj območja obsevanja ... IR impulzi, modulirani z ukaznim signalom, se dovajajo fotodiodi VD1. Spreminjanje toka fotodiode skozi sledilnik oddajnika VT2 se dovaja na vhod tristopenjskega ojačevalnika VT3-VT5. Na tranzistorju VT1 je enota za kompenzacijo motenj iz ... V tem strelišču streljajo impulze infrardečega sevanja. Pištola vsebuje vir napajanja in pretvornik enosmerne napetosti v pravokotne impulze, katerih trajanje in amplituda sta določena s kapacitivnostjo kondenzatorjev C2-C5. Paket impulzov prispe do infrardečega oddajnika ... Brezžične slušalke vam omogočajo sprejem zvočni posnetek TV, radijski signal, magnetofon v enem srednje velikem prostoru. Naprava deluje na osnovi prenosa frekvenčno moduliranega svetlobnega signala v infrardečem območju. Komplet vključuje ... Zahvaljujoč uporabi specializiranega kodiranja integrirana vezja to napravo je mogoče uporabiti za nadzor centralno zaklepanje v avtu, aktiviranje avtomobilskega alarma, garažnih vrat, vrat, razsvetljave itd. Komplet je sestavljen iz dveh delov: oddajnika in... Vezje infrardečega sprejemnika je zasnovano tako, da lahko deluje s katerim koli daljinskim upravljalnikom: iz TV sprejemnika, satelitskega sprejemnika, videorekorderja. Naprava deluje z večino gumbov za daljinsko upravljanje. Sprejemnik deluje na naslednji način: signal iz sprejemne diode... Za zaščito objektov se uporablja optoelektronska bariera. Zahvaljujoč njej lahko vklopite alarm, ko se objektu približa nepooblaščena oseba. Pregrada uporablja infrardeče sevanje, katerega žarek se prenaša od oddajnika do sprejemnika. Prekinitev žarka povzroči spremembo izhodnega stanja ... Standardni sistemi daljinskega upravljanja, ki se uporabljajo v video tehnologiji, so narejeni na specializiranih mikrovezjih in zagotavljajo zelo velik nabor ukazov. Toda za nadzor preprostih naprav ni potrebno tako veliko število ukazov. Načeloma tudi za operativni nadzor televizorja ... Mikrovezje TRC1300N je kodirnik / dekoder za sisteme daljinskega upravljanja, ki delujejo prek komunikacijskega kanala z uporabo infrardečih žarkov ali prek radijskega kanala. Odvisno od logične ravni na pinu 2 mikrovezja deluje bodisi kot kodirnik, ki generira impulze, ali kot... Svetlobo lahko uporabimo kot medij za prenos informacij. To je lahko navadna (vidna) svetloba ali infrardeče sevanje – infrardeči žarki. Upoštevane so sheme preprostih optičnih oddajnikov za svetlobne telefone (fotofone) z uporabo preprostih žarnic z žarilno nitko, pa tudi ... Domači polprevodniški televizorji linije USST so že popolnoma izginili, mnogi so bili zavrženi in razstavljeni na dele. Toda nekateri imajo še vedno popolnoma delujoče kopije, ki se uporabljajo izključno na dachi. Naše dače so namreč običajno zelo slabo varovane (če sploh ... Naprava je zasnovana tako, da signalizira prehod osebe v prostor skozi vhodna vrata ali prehod. Vezje deluje na principu prečkanja infrardečega žarka. Ko prečka, se aktivira glasbeni alarm, ki opozori osebje, da je prišel obiskovalec ali stranka ... Diagram preprostega domačega foto senzorja za spremljanje predmetov na tekočem traku Ta naprava je zasnovana tako, da vklopi obremenitev, ko škatla ali škatla vstopi določeno območje tekočega traku ali tekočega traku in izklopite obremenitev, ko škatla zapusti to območje. Naprava je zelo ... Domači senzor preseka ali odboja IR žarkov na čipu K561LP2. Številna vezja za avtomatizacijo radioamaterjev uporabljajo infrardeče senzorje za odboj ali presekanje žarkov, zgrajene na bazi elementov gospodinjskih radijsko-elektronskih sistemov za daljinsko upravljanje ... Diagram preprostega domačega set-top box-a, priključenega na vrata COM za nadzor računalnika z uporabo daljinski upravljalnik. Moderno Osebni računalnik, če so na voljo potrebne zunanje naprave in programsko opremo lahko nadomesti domači avdio-video center. Morate imeti ... Diagram preprostega domačega alarma za mejni prehod ali vstop z infrardečimi žarki. V nekaterih primerih je potrebno signalizirati prehod osebe v sobo, prehod avtomobila na ozemlje, gibanje ali vstop katerega koli predmeta v škatlo, škatlo ... Spodaj je opis enostavnih dveh -komandni sistem za daljinsko vodenje s pomočjo IR žarkov, s katerim lahko upravljamo razne naprave, in, protivlomni alarm, elektronska ključavnica z daljinskim upravljanjem. Vezje temelji na treh mikrovezjih LM567 in enem... Sistem je zasnovan za neodvisno krmiljenje štirih objektov. Daljinec ima štiri gumbe, sprejemnik pa štiri izhode. Vsak gumb na daljinskem upravljalniku je odgovoren za svoj izhod sprejemnika; vsak pritisk gumba spremeni stanje ustreznega izhoda sprejemnika. Izhodi sprejemnika so opremljeni z ... Vsi vedo, zakaj obstaja mikrokalkulator, vendar se je izkazalo, da poleg matematičnih izračunov zmore še veliko več. Upoštevajte, da če pritisnete gumb “1”, nato “+” in nato pritisnete “=”, bo z vsakim pritiskom gumba “=” številka na zaslonu ... Naprava je zasnovana tako, da se vklopi ali nekaj zamenjati, ko senzorju približate roke ali drugo odsevno površino. Občutljivost je mogoče nastaviti v širokem razponu, pri čemer se razpon odziva spreminja od nekaj metrov do nekaj centimetrov. Ideja na splošno ...03-01-2009
Jakorev Sergej
Uvod
IN internetna omrežja veliko enostavne naprave temelji na krmilnikih družine PIC16F in PIC18F podjetja Microchip. Predstavljam vam precej zapleteno napravo. Mislim, da bo ta članek koristen vsem, ki pišete programe za PIC18F, saj lahko uporabite izvorno kodo programa za ustvarjanje lastnega sistema v realnem času. Informacij bo veliko, od teorije in standardov do strojne in programske izvedbe tega projekta. Izvorne kode asemblerja so opremljene s popolnimi komentarji. Zato ne bo težko razumeti programa.
Ideja
Kot vedno se vse začne z idejo. Imamo zemljevid Stavropolskega ozemlja. Na zemljevidu je 26 okrožij regije. Velikost zemljevida je 2 x 3 m, potrebno je nadzorovati osvetlitev izbranih območij. Upravljanje mora potekati na daljavo preko infrardečega krmilnega kanala, v nadaljevanju le IR ali IR daljinski upravljalnik. Istočasno je treba krmilne ukaze prenesti na krmilni strežnik na osebnem računalniku. Ko izberete območje na zemljevidu, strežnik za upravljanje prikaže dodatne informacije na monitorju. Z ukazi iz strežnika lahko nadzirate prikaz informacij na zemljevidu. Naloga je postavljena. Na koncu smo dobili to, kar vidite na fotografiji. A preden smo vse to realizirali, smo morali iti skozi nekaj faz in rešiti različne tehnične težave.
Pogled s strani namestitve.
Algoritem delovanja naprave
Nadzornega sistema informacijskega zaslona ne smete upravljati z daljinskim upravljalnikom težje izbrati programov na televiziji ali navedbo številke skladbe na CD-ju. Odločeno je bilo, da vzamemo že pripravljen daljinski upravljalnik iz Philipsovega videorekorderja. Izbira številke okrožja se nastavi z zaporednim pritiskom tipk na daljinskem upravljalniku “P+”, nato dveh numeričnih gumbov za številko okoliša, ki se konča s “P-”. Ko območje izberete prvič, je izbrano (prižge se LED osvetlitev ozadja), ob ponovnem izboru pa se izbor odstrani.
Protokol za upravljanje kartice iz PC nadzornega strežnika.
1. Odhodni ukazi, tj. ukazi, ki prihajajo iz naprave v računalnik:
1.1. Ko vklopite napravo, PC prejme ukaz: MAP999
1.2. Ko vklopite območje: MAP (številka območja)1
1.3. Pri izklopu območja: MAP (številka območja)0
1.4. Ko je vklopljen celoten zemljevid: MAP001
1.5. Pri izklopu celotnega zemljevida: MAP000
2. Dohodni ukazi:
2.1. Omogoči celoten zemljevid: MAP001
2.2. Izklop celotnega zemljevida: MAP000
2.3. Vključi območje: MAP (številka območja)1
2.4. Onemogoči območje: MAP (številka območja)0
2.5. Prejmi informacije o vključenih območjih: MAP999 Kot odgovor na ta ukaz se podatki o vseh vključenih območjih prenesejo v obliki klavzule 1.2 (kot da bi bila vsa vključena področja ponovno vklopljena).
2.6. Prejmi informacije o onemogočenih območjih: MAP995 Kot odgovor na ta ukaz se podatki o vseh onemogočenih območjih posredujejo v obliki klavzule 1.3 (kot da bi bila vsa onemogočena območja ponovno izklopljena).
Pri izklopu zadnjega omogočenega območja bi moral biti prejet tudi ukaz »izklopi celoten zemljevid«.
Ob vklopu zadnjega nevključenega območja bi morali prejeti tudi ukaz »vklopi celoten zemljevid«.
Številka območja je sestavljena iz mestnih znakov ASCII (0x30-0x39).
Od ideje do izvedbe
V pričakovanju, da bi lahko bila izdelava lastnega ohišja za daljinski upravljalnik precej težka težava, smo se odločili, da vzamemo že pripravljen daljinski upravljalnik iz serijske naprave. Za osnovo IR nadzornega sistema je bil izbran IR krmilno-ukazni sistem formata RC5. Trenutno se zelo pogosto uporablja za nadzor različne opreme. daljinec(DU) na IR žarkih. Morda je bila prva vrsta gospodinjske opreme, ki je uporabljala IR daljinski upravljalnik, televizor. Dandanes je daljinsko upravljanje na voljo v večini vrst gospodinjske avdio in video opreme. Celo prenosni glasbeni centri V zadnjem času so vse bolj opremljeni s sistemom daljinskega upravljanja. Toda gospodinjski aparati niso edino področje uporabe daljinskega upravljanja. Naprave z daljinskim upravljanjem so precej razširjene tako v proizvodnji kot v znanstvenih laboratorijih. Na svetu obstaja kar nekaj nezdružljivih IR daljinskih sistemov. Najbolj razširjen sistem je RC-5. Ta sistem se uporablja v številnih televizijah, vključno z domačimi. Trenutno različne tovarne proizvajajo več modifikacij daljinskih upravljalnikov RC-5, nekateri modeli pa imajo precej spodoben dizajn. To vam omogoča, da dobite doma narejeno napravo z IR daljinskim upravljalnikom po najnižji ceni. Če preskočimo podrobnosti o tem, zakaj je bil izbran ta sistem, razmislimo o teoriji gradnje sistema, ki temelji na formatu RC5.
Teorija
Da bi razumeli, kako deluje nadzorni sistem, morate razumeti, kakšen je signal na izhodu IR daljinskega upravljalnika.
Infrardeči daljinski upravljalnik RC-5 je Philips razvil za potrebe upravljanja gospodinjskih aparatov. Ko pritisnemo gumb na daljinskem upravljalniku, se aktivira čip oddajnika in generira zaporedje impulzov, ki imajo polnilno frekvenco 36 KHz. LED diode pretvorijo te signale v infrardeče sevanje. Oddani signal sprejme fotodioda, ki ponovno pretvori IR sevanje v električne impulze. Te impulze ojači in demodulira sprejemni čip. Nato se napajajo v dekoder. Dekodiranje se običajno izvede v programski opremi z uporabo mikrokrmilnika. O tem bomo podrobneje govorili v razdelku o dekodiranju. Koda RC5 podpira 2048 ukazov. Te ekipe sestavljajo 32 skupin (sistemov) po 64 ekip. Vsak sistem se uporablja za nadzor določene naprave, kot je TV, videorekorder itd.
Na začetku razvoja IR krmilnih sistemov je generiranje signalov potekalo v strojni opremi. V ta namen so bili razviti specializirani IC-ji, zdaj pa se vedno pogosteje izdelujejo daljinski upravljalniki na osnovi mikrokontrolerja.
Eden najpogostejših oddajnih čipov je čip SAA3010. Oglejmo si na kratko njegove značilnosti.
- Napajalna napetost - 2 .. 7 V
- Poraba toka v stanju pripravljenosti - ne več kot 10 µA
- Največji izhodni tok - ±10 mA
- Največja taktna frekvenca - 450 KHz
Blokovni diagram čipa SAA3010 je prikazan na sliki 1.
Slika 1. Blok diagram SAA3010 IC.
Opis zatičev čipa SAA3010 je podan v tabeli:
| Zaključek | Imenovanje | funkcija |
| 1 | X7 | Vnosne vrstice matrice gumbov |
| 2 | SSM | Vhod za izbiro načina delovanja |
| 3-6 | Z0-Z3 | Vnosne vrstice matrice gumbov |
| 7 | MDATA | Moduliran izhod, frekvenca 1/12 votline, 25 % delovni cikel |
| 8 | PODATKI | Izhod |
| 9-13 | DR7-DR3 | Izhodi skeniranja |
| 14 | VSS | Zemlja |
| 15-17 | DR2-DR0 | Izhodi skeniranja |
| 18 | O.S.C. | Vhod generatorja |
| 19 | TP2 | Testni vnos 2 |
| 20 | TP1 | Testni vnos 1 |
| 21-27 | X0-X6 | Vnosne vrstice matrice gumbov |
| 28 | VDD | Napajalna napetost |
Čip oddajnika je osnova daljinskega upravljalnika. V praksi lahko isti daljinski upravljalnik uporabljamo za upravljanje več naprav. Čip oddajnika lahko naslavlja 32 sistemov v dveh različnih načinih: kombiniranem in enosistemskem načinu. V kombiniranem načinu se najprej izbere sistem in nato ukaz. Številka izbranega sistema (naslovna koda) se shrani v poseben register in posreduje ukaz, ki se nanaša na ta sistem. Tako je za prenos katerega koli ukaza potreben zaporedni pritisk dveh gumbov. To ni povsem priročno in je upravičeno le pri hkratnem delu z velikim številom sistemov. V praksi se oddajnik pogosteje uporablja v enosistemskem načinu. V tem primeru je namesto matrike gumbov za izbiro sistema nameščen mostiček, ki določa številko sistema. V tem načinu je za prenos katerega koli ukaza potreben pritisk samo enega gumba. Z uporabo stikala lahko delate z več sistemi. In v tem primeru je za prenos ukaza potreben le en pritisk na gumb. Oddani ukaz bo povezan s sistemom, ki je trenutno izbran s stikalom.
Če želite omogočiti kombinirani način, mora biti zatič oddajnika SSM (Single System Mode) nastavljen nizko. V tem načinu oddajnik IC deluje na naslednji način: med mirovanjem sta liniji X in Z oddajnika visoko poganjani z notranjimi vlečnimi tranzistorji p-kanala. Ko pritisnete gumb v matriki X-DR ali Z-DR, se sproži cikel odboja tipkovnice. Če je gumb zaprt 18 taktov, je signal "omogočitev generatorja" fiksen. Na koncu cikla odboja se izhodi DR izklopijo in zaženeta se dva cikla skeniranja, ki po vrsti vklopita vsak izhod DR. Prvi cikel skeniranja zazna naslov Z, drugi pregled zazna naslov X. Ko je Z-vhod (sistemska matrika) ali X-vhod (ukazna matrika) zaznan v ničelnem stanju, se naslov zaklene. Ko pritisnete gumb v sistemski matriki, se prenese zadnji ukaz (tj. vsi bitji ukaza so enaki ena) v izbranem sistemu. Ta ukaz se prenaša, dokler se ne sprosti gumb za izbiro sistema. Ko je v ukazni matriki pritisnjen gumb, se ukaz prenese skupaj s sistemskim naslovom, shranjenim v registru zapaha. Če gumb spustite pred začetkom prenosa, se izvede ponastavitev. Če se je prenos začel, bo ne glede na stanje gumba v celoti zaključen. Če hkrati pritisnete več kot en gumb Z ali X, se generator ne bo zagnal.
Za omogočanje enosistemskega načina mora biti pin SSM visok in sistemski naslov mora biti nastavljen z ustreznim mostičkom ali stikalom. V tem načinu so X-linije oddajnika med mirovanjem v visokem stanju. Hkrati so Z-linije izklopljene, da se prepreči poraba toka. V prvem od dveh ciklov skeniranja se sistemski naslov določi in shrani v zaklepni register. V drugem ciklu se določi številka ukaza. Ta ukaz je poslan skupaj s sistemskim naslovom, shranjenim v registru zapaha. Če mostička Z-DR ni, se kode ne prenašajo.
Če gumb sprostite med prenosom kode, se izvede ponastavitev. Če se gumb sprosti med postopkom odboja ali med skeniranjem senzorja, vendar preden je zaznan pritisk na gumb, pride tudi do ponastavitve. Izhodi DR0 - DR7 imajo odprt odtok, tranzistorji pa so odprti v mirovanju.
Koda RC-5 ima dodaten kontrolni bit, ki se obrne vsakič, ko spustite gumb. Ta bit sporoča dekoderju, ali je gumb pritisnjen ali je prišlo do novega pritiska. Kontrolni bit se obrne šele po popolnoma zaključenem prenosu. Cikli skeniranja se izvedejo pred vsakim pošiljanjem, tako da tudi če med pošiljanjem paketa spremenite pritisnjeno tipko na drugo, bodo sistemska številka in ukazi še vedno pravilno preneseni.
Zatič OSC je 1-polni vhod/izhod oscilatorja in je zasnovan za povezavo keramičnega resonatorja pri frekvenci 432 KHz. Priporočljivo je, da zaporedno z resonatorjem povežemo upor z uporom 6,8 Kom.
Testna vhoda TP1 in TP2 morata biti med normalnim delovanjem priključena na maso. Ko je logični nivo na TP1 visok, se frekvenca skeniranja poveča, ko je logični nivo na TP2 visok, se poveča frekvenca premikalnega registra.
V mirovanju sta izhoda DATA in MDATA v Z-stanju. Impulzno zaporedje, ki ga generira oddajnik na izhodu MDATA, ima frekvenco polnjenja 36 kHz (1/12 frekvence taktnega generatorja) z delovnim ciklom 25 %. Enako zaporedje se ustvari na izhodu DATA, vendar brez oblazinjenja. Ta izhod se uporablja, ko čip oddajnika deluje kot krmilnik za vgrajeno tipkovnico. Signal na izhodu DATA je popolnoma enak signalu na izhodu mikrovezja sprejemnika daljinskega upravljalnika (vendar za razliko od sprejemnika nima inverzije). Oba signala lahko obdela isti dekoder. Uporaba SAA3010 kot vgrajenega krmilnika tipkovnice je v nekaterih primerih zelo priročna, saj mikrokrmilnik uporablja samo en prekinitveni vhod za anketiranje matrike do 64 gumbov. Poleg tega mikrovezje oddajnika omogoča napajalno napetost +5 V.
Oddajnik ustvari 14-bitno podatkovno besedo, katere format je naslednji:
Slika 2. Format kodne podatkovne besede RC-5.
Začetni biti so za nastavitev AGC v sprejemniku IC. Kontrolni bit je znak novega stiskanja. Trajanje ure je 1,778 ms. Dokler je gumb pritisnjen, se podatkovna beseda prenaša v intervalih 64 taktov, tj. 113,778 ms (slika 2).
Prva dva impulza sta začetna impulza in oba sta logična "1". Upoštevajte, da preteče polovica bita (prazno), preden prejemnik določi dejanski začetek sporočila.
Razširjeni protokol RC5 uporablja samo 1 začetni bit. Bit S2 je preoblikovan in dodan 6. bitu ukaza, kar skupaj tvori 7 ukaznih bitov.
Tretji bit je kontrolni bit. Ta bit se obrne vsakič, ko pritisnete tipko. Na ta način lahko sprejemnik loči med tipko, ki ostane pritisnjena, ali tipko, ki jo občasno pritisnete.
Naslednjih 5 bitov predstavlja naslov IR naprave, ki se pošlje s prvim LSB. Naslovu sledi 6 ukaznih bitov.
Sporočilo vsebuje 14 bitov in ima skupaj s premorom skupno dolžino 25,2 ms. Včasih je lahko sporočilo krajše, ker je prva polovica začetnega bita S1 prazna. In če je zadnji bit ukaza logična "0", je tudi zadnji del bita sporočila prazen.
Če tipko držite pritisnjeno, se sporočilo ponovi vsakih 114 ms. Kontrolni bit bo ostal enak v vseh sporočilih. To je signal za programsko opremo sprejemnika, da to interpretira kot funkcijo samodejnega ponavljanja.
Za zagotovitev dobre odpornosti proti hrupu se uporablja dvofazno kodiranje (slika 3).
Slika 3. Kodiranje "0" in "1" v kodi RC-5.
Pri uporabi kode RC-5 boste morda morali izračunati povprečno porabo toka. To je zelo enostavno storiti, če uporabite sl. 4, ki prikazuje podrobno strukturo parcele.
Slika 4. Podrobna struktura paketa RC-5.
Da bi zagotovili, da se oprema enako odziva na ukaze RC-5, so kode porazdeljene na zelo specifičen način. Ta standardizacija omogoča, da so oddajniki zasnovani za krmiljenje različnih naprav. Z istimi ukaznimi kodami za iste funkcije v različne naprave oddajnik z relativno majhnim številom gumbov lahko hkrati krmili na primer avdio kompleks, TV in videorekorder.
Sistemske številke za nekatere vrste gospodinjske opreme so navedene spodaj:
0 - Televizija (TV)
2 - Teletekst
3 - Video podatki
4 - Video predvajalnik (VLP)
5 - Video snemalnik (VCR)
8 - Video tuner (Sat.TV)
9 - Video kamera
16 - Avdio predojačevalec
17 - sprejemnik
18 - Magnetofon
20 - Kompaktni predvajalnik (CD)
21 - Gramofon (LP)
29 - Razsvetljava
Preostale sistemske številke so rezervirane za prihodnjo standardizacijo ali poskusno uporabo. Standardizirana je tudi korespondenca nekaterih ukaznih kod in funkcij.
Kode ukazov za nekatere funkcije so podane spodaj:
0-9 - Digitalne vrednosti 0-9
12 - Način pripravljenosti
15 - Zaslon
13 - nemo
16 - glasnost +
17 - glasnost -
30 - iskanje naprej
31 - iskanje nazaj
45 - izmet
48 - premor
50 - previjanje nazaj
51 - hitro naprej
53 - predvajanje
54 - stop
55 - vstop
Za izdelavo celotnega IR daljinskega upravljalnika, ki temelji na čipu oddajnika, potrebujete tudi gonilnik LED, ki je sposoben zagotoviti velik impulzni tok. Sodobne LED diode delujejo v daljinskih upravljalnikih, ko impulzni tokovi približno 1 A. Zelo priročno je zgraditi gonilnik LED na tranzistorju MOS z nizkim pragom (logična raven), na primer KP505A. Primer sheme vezja daljinskega upravljalnika je prikazan na sl. 5.
Slika 5. Shematski diagram daljinskega upravljalnika RC-5.
Sistemska številka se nastavi z mostičkom med pinoma Zi in DRj. Številka sistema bo naslednja:
Koda ukaza, ki bo poslana, ko pritisnete gumb, ki zapre vrstico Xi z linijo DRj, se izračuna na naslednji način:
IR daljinski sprejemnik mora obnoviti dvofazno kodirane podatke in se mora odzvati na velike, hitre spremembe moči signala ne glede na motnje. Širina impulza na izhodu sprejemnika se ne sme razlikovati od nominalne za največ 10%. Sprejemnik mora biti neobčutljiv na stalno zunanjo svetlobo. Izpolnjevanje vseh teh zahtev je precej težko. Starejše izvedbe sprejemnika IR daljinskega upravljalnika, tudi tiste, ki uporabljajo specializirane čipe, so vsebovale na desetine komponent. Takšni sprejemniki so pogosto uporabljali resonančna vezja, uglašena na 36 kHz. Vse to je otežilo izdelavo in konfiguracijo zasnove ter zahtevalo uporabo dobre zaščite. V zadnjem času so postali razširjeni tri-polni integrirani sprejemniki IR daljinskega upravljalnika. V enem paketu združujejo fotodiodo, predojačevalnik in gonilnik. Izhod generira običajni TTL signal brez oblazinjenja pri 36 KHz, primeren za nadaljnjo obdelavo v mikrokontrolerju. Takšne sprejemnike proizvajajo številna podjetja, to so SFH-506 podjetja Siemens, TFMS5360 podjetja Temic, ILM5360 podjetja Integral software in drugi. Trenutno obstaja več miniaturnih različic takih mikrovezij. Ker poleg RC-5 obstajajo tudi drugi standardi, ki se razlikujejo predvsem po frekvenci polnjenja, obstajajo integrirani sprejemniki za različne frekvence. Za delo s kodo RC-5 bi morali izbrati modele, zasnovane za frekvenco polnjenja 36 KHz.
Kot sprejemnik IR daljinskega upravljalnika lahko uporabite tudi fotodiodo z ojačevalnikom oblikovalca, ki je lahko specializirano mikrovezje KR1568HL2. Diagram takšnega sprejemnika je prikazan na sliki 6.
Slika 6. Sprejemnik na osnovi mikrovezja KR1568HL2.
Za sistem upravljanja informacijskega prikaza sem izbral integriran IR sprejemnik daljinskega upravljalnika. Visoko občutljiva fotodioda PIN je nameščena v mikrovezju TSOP1736 kot sprejemnik optičnega sevanja, signal iz katerega se napaja v vhodni ojačevalnik, ki pretvori izhodni tok fotodiode v napetost. Pretvorjeni signal se napaja v ojačevalnik z AGC in nato v pasovni filter, ki loči signale z delovno frekvenco 36 kHz od šuma in motenj. Izbrani signal se vodi v demodulator, ki je sestavljen iz detektorja in integratorja. V pavzah med impulzi se sistem AGC kalibrira. To krmili krmilno vezje. Zahvaljujoč tej zasnovi se mikrovezje ne odziva na stalne motnje niti pri delovni frekvenci. Aktivna izhodna raven je nizka. Mikrovezje za svoje delovanje ne zahteva namestitve zunanjih elementov. Vse njegove komponente, vključno s fotodetektorjem, so zaščitene pred zunanjimi motnjami z notranjim električnim zaslonom in napolnjene s posebno plastiko. Ta plastika je filter, ki prekinja optične motnje v vidnem območju svetlobe. Zahvaljujoč vsem tem ukrepom je za mikrovezje značilna zelo visoka občutljivost in majhna verjetnost lažnih signalov. Kljub temu so integrirani sprejemniki zelo občutljivi na hrup napajanja, zato je vedno priporočljiva uporaba filtrov, na primer RC. Videz integriranega fotodetektorja in lokacija zatičev sta prikazana na sl. 7.
Slika 7. Integrirani sprejemnik RC-5.
Dekodiranje RC-5
Ker je osnova naše naprave mikrokontroler PIC18F252, bomo programsko dekodirali kodo RC-5. Algoritmi za sprejem kode RC5, ki so na voljo v omrežju, večinoma niso primerni za naprave v realnem času, kot je naša naprava. Večina predlaganih algoritmov uporablja programske zanke za ustvarjanje časovnih zakasnitev in merilnih intervalov. To ni primerno za naš primer. Odločili smo se, da uporabimo prekinitve na podlagi padca signala na vhodu INT mikrokontrolerja PIC18F252, merimo časovne parametre z uporabo TMR0 mikrokrmilnika PIC18F252, isti časovnik ustvari prekinitev, ko se izteče čakalni čas za naslednji impulz, tj. ko je bil med dvema pošiljanjema premor. Demodulirani signal iz izhoda mikrovezja DA1 se dovaja na vhod INT0 mikrokontrolerja, v katerem se dešifrira in dešifriran ukaz izda za premikanje registrov za krmiljenje ključev. Algoritem dešifriranja temelji na merjenju časovnih intervalov med prekinitvami mikrokontrolerja PIC18F252. Če pozorno pogledate sliko 8, boste opazili nekaj značilnosti. Če je torej interval med prekinitvami mikrokontrolerja PIC18F252 enak 2T, kjer je T trajanje posameznega impulza RC5, potem je lahko prejeti bit 0 ali 1. Vse je odvisno od tega, kateri bit je bil pred njim. To je zelo jasno razvidno iz spodnjega programa s podrobnimi komentarji. Celoten projekt je na voljo za prenos in uporabo v osebne namene. Pri ponatisu je obvezna povezava.
