IR fjärrkontroll enhet. System för fjärrkontroll av enheter. Från idé till genomförande
Hej alla! Här kommer vi att prata om hur man gör den enklaste IR-kontrollen (). Du kan till och med styra denna krets med en vanlig TV-fjärrkontroll. Jag varnar dig direkt, avståndet är inte stort - cirka 15 centimeter, men även detta resultat kommer att glädja en nybörjare i arbetet. Med en hemmagjord sändare fördubblas räckvidden, det vill säga den ökar ungefär med ytterligare 15 centimeter. Fjärrkontrollenheten är gjord enkelt. Vi ansluter IR-lysdioden till 9-volts "kronan" genom ett 100-150 ohm motstånd, medan vi installerar en vanlig knapp utan att låsa, limar den på batteriet med elektrisk tejp, och den elektriska tejpen ska inte störa den infraröda strålningen av IR LED.Bilden visar alla element som vi behöver för att montera kretsen
2. Motstånd för 1 ohm och för 300-500 ohm (för tydlighetens skull placerade jag motstånd för 300 och 500 ohm på bilden)
3. Trimmermotstånd för 47 kom.
4. Transistor KT972A eller liknande i ström och struktur.
5. Du kan använda vilken lågspännings-LED som helst.
Schematiskt diagram IR-kontrollmottagare på en transistor:
Låt oss börja göra en fotodetektor. Hans diagram är hämtat från en uppslagsbok. Först ritar vi brädan med en permanent markör. Men du kan göra detta även genom att hänga installationen, men det är tillrådligt att göra det på PCB. Min tavla ser ut så här:
Nåväl, nu ska vi förstås börja löda elementen. Lödning av transistorn:
Löd ett 1 kOhm motstånd (Kilohm) och ett konstruktionsmotstånd.
Och slutligen löder vi det sista elementet - det här är ett 300 - 500 Ohm motstånd, jag ställer in det på 300 Ohm. Postade den med baksidan tryckt kretskort, för att han inte tillät mig att röra honom från framsidan, på grund av hans mutationstassar =)
Vi rengör det hela med en tandborste och sprit för att tvätta bort resterande kolofonium. Om allt är monterat utan fel och fotodioden fungerar som den ska, kommer den att fungera direkt. En video av denna design i aktion kan ses nedan:
I videon är avståndet litet, eftersom man var tvungen att titta på både kameran och fjärrkontrollen samtidigt. Därför kunde jag inte fokusera fjärrkontrollens riktningar. Om du sätter ett fotomotstånd istället för en fotodiod kommer det att reagera på ljus, jag har personligen verifierat att känsligheten är ännu bättre än i originaldiagram fotoresistor. Jag tillförde 12V till kretsen, det fungerar bra - lysdioden lyser starkt, ljusstyrkan och känsligheten för fotomotståndet justeras. För närvarande, med den här kretsen, väljer jag element så att jag kan driva IR-mottagaren från 220 volt, och utgången till glödlampan är också 220V. Särskilt tack för diagrammet: thehunteronghosts . Material tillhandahållet av:
Att ha samlat JDM programmerare, låt oss börja leta efter ett mönster som är lätt att upprepa. Ganska ofta är dessa banala LED-blinkljus eller LED-klockor, men det första alternativet praktisk applikation nästan ingen, och den andra är ofta inte lämplig, inte för att den är oönskad, utan för att en radioamatör, särskilt en nybörjare eller som bor i vildmarken, inte alltid har de nödvändiga komponenterna (till exempel, kvartsresonator eller LED-indikatorer).
Schemat som föreslås nedan, hämtat från Zhelezo-offs webbplats (http://aes.at.ua/publ/31-1-0-61), använder mer tillgängliga element.
Jag ersatte TSOP1738-fotosensorn med en TSOP1736, men du kan experimentera med liknande delar borttagna från felaktig utrustning.
Mikrokontrollerna som anges i diagrammet är blinkade med olika firmware - båda firmwareversionerna kan laddas ner från platsen som nämns ovan.
Du kan använda vilket relä som helst med en lindningsspänning på 12 volt.
Lite om de återstående detaljerna, eftersom värdena för några av dem inte är särskilt tydliga i diagrammet:
Cl - 220 µF 25 V;
C2 - 220 µF, minst 10 V;
C3 - 0,1 μF (här smög sig ett stavfel in i författarens diagram - nästa kondensator, elektrolytisk, måste ha serienummer 4);
C4 - 4,7 µF 10 V;
R1 - 330 Ohm;
R2 - 1K;
R3 - 4,7 K;
T1 - BC547, KT315 eller andra liknande transistorer med N-P-N-strukturen;
LED - LED av valfri typ och färg som du väljer;
D1 - 1N4148, 1N4007 eller analoger;
Knapp - utan fixering.
Stabilisator - valfri 5 volt.
Fjärrkontroll (RCU, remote control unit, RCU, remote control unit) är en elektronisk enhet för fjärrstyrning (fjärrstyrning) av en annan elektronisk enhet på avstånd. De finns i både autonoma och (mycket mindre ofta) icke-autonoma (kabelanslutna) versioner. Strukturellt - vanligtvis en liten låda innehållande elektrisk krets, kontrollknappar och autonom strömförsörjning.
Fjärrkontrollpaneler används för att styra system och mekanismer på mobila objekt (flygplan, rymdskepp, fartyg, etc.), styra produktionsprocess, kommunikationssystem, militära anläggningar. De används också i stor utsträckning för fjärrstyrning av tv-apparater, stereosystem, ljud- och videospelare och annan elektronisk hushållsutrustning (sända kommandon för att byta TV-kanaler, ljudspår, volymkontroll, etc.). En hushållsfjärrkontroll är liten enhet med knappar, drivs av batterier och skickar kommandon via infraröd strålning. De flesta moderna hemelektronik innehåller en begränsad uppsättning kontroller på kroppen och en komplett uppsättning på fjärrkontrollen.
Billarm och vissa digitalkameror har unika fjärrkontroller. Det finns även fjärrkontroller för att styra robotar, flygplansmodeller etc. (Figur 1.2).
Bild 1.2 - Olika fjärrkontroller för hushållsapparater
1.2.1 Historik för fjärrkontrollen
Ett av de tidigaste exemplen på fjärrkontrollenheter uppfanns och patenterades av Nikola Tesla 1893.
1903 introducerade den spanske ingenjören och matematikern Leonardo Torres Quevedo Telekino vid Paris Academy of Sciences, en enhet som var en robot som utförde kommandon som överfördes via elektromagnetiska vågor. Samma år fick han patent i Frankrike, Spanien, Storbritannien och USA. 1906, i hamnen i Bilbao, i närvaro av kungen och en stor skara åskådare, presenterade Torres sin uppfinning, som styrde en båt från ett fartyg. Senare försökte han anpassa Telekino för snäckor och torpeder, men övergav projektet på grund av brist på medel.
Den första fjärrstyrda flygplansmodellen lanserades 1932. Användningen av fjärrkontroll för militära ändamål arbetade sedan intensivt med under andra världskriget, till exempel i det tyska vatten-luft-raketprojektet Wasserfall.
Den första TV-fjärrkontrollen utvecklades av det amerikanska företaget Zenith Radio Corporation i början av 1950-talet. Den var kopplad till TV:n med en kabel. 1955 utvecklades den trådlösa fjärrkontrollen Flashmatic, baserad på att skicka en ljusstråle mot en fotocell. Tyvärr kunde fotocellen inte skilja ljuset från fjärrkontrollen från ljuset från andra källor. Dessutom var det nödvändigt att rikta fjärrkontrollen exakt mot mottagaren.
1956 utvecklade österrikisk-amerikanen Robert Adler den trådlösa fjärrkontrollen Zenith Space Commander. Den var mekanisk och använde ultraljud för att ställa in kanal och volym. När användaren tryckte på knappen klickade den och träffade plattan. Varje platta producerade brus med olika frekvens och TV-kretsarna kände igen detta brus. Uppfinningen av transistorn gjorde det möjligt att tillverka billiga elektriska fjärrkontroller som innehåller en piezoelektrisk kristall som driver elchock och oscillerande med en frekvens som överstiger den övre gränsen för mänsklig hörsel (även om det är hörbart för hundar). Mottagaren innehöll en mikrofon kopplad till en krets inställd på samma frekvens. Några problem med denna metod var att mottagaren kunde triggas av naturligt brus och att vissa människor, särskilt unga kvinnor, kunde höra de höga ultraljudssignalerna. Det fanns till och med ett fall där en leksaksxylofon kunde byta kanal på den här typen av TV eftersom vissa av xylofonens övertoner hade samma frekvens som signalerna från fjärrkontrollen.
1974 släppte GRUNDIG och MAGNAVOX den första färg-TV:n med en IR-mikroprocessorkontroll. TV:n hade en on-screen display (OSD) - kanalnumret visades i hörnet av skärmen.
Drivkraften för mer sofistikerade typer av fjärrkontroller kom i slutet av 1970-talet när text-TV utvecklades av BBC. De flesta fjärrkontroller som såldes på den tiden hade en begränsad uppsättning funktioner, ibland bara fyra: nästa kanal, föregående kanal, volym upp eller ner. Dessa fjärrkontroller uppfyllde inte behoven för text-TV, där sidorna numrerades med tresiffriga nummer. Fjärrkontrollen, som gjorde att man kunde välja en text-tv-sida, måste ha knappar för siffror från 0 till 9, andra kontrollknappar, till exempel för att växla mellan text och bild, samt vanliga tv-knappar för volym, kanaler, ljusstyrka, Färg. De första tv-apparaterna med text-tv hade kabelanslutna fjärrkontroller för att välja text-tv-sidor, men den ökade användningen av text-tv visade behovet av trådlösa enheter. Och BBC-ingenjörer inledde förhandlingar med tv-tillverkare, vilket ledde 1977-1978 till uppkomsten av prototyper som hade mycket större set funktioner. Ett av företagen var ITT, det infraröda kommunikationsprotokollet döptes senare efter det.
På 1980-talet, Stephen Wozniak från Äpple grundade företaget CL9. Företagets mål var att skapa en fjärrkontroll som kunde styra flera elektroniska apparater. Hösten 1987 introducerades CORE-modulen. Dess fördel var möjligheten att "lära sig" signaler från olika enheter. Den hade också förmågan att utföra vissa funktioner vid angivna tider tack vare en inbyggd klocka. Det var också den första fjärrkontrollen som kunde kopplas till en dator och laddas med uppdaterad mjukvarukod. CORE har inte haft någon större inverkan på marknaden. Det var för svårt att programmera för den genomsnittliga användaren, men det fick strålande recensioner från människor som kunde lista ut dess programmering. Dessa hinder ledde till upplösningen av CL9, men en av dess anställda fortsatte verksamheten under varumärket Celadon.
I början av 2000-talet ökade antalet elektriska hushållsapparater dramatiskt. För att styra en hemmabio kan du behöva fem eller sex fjärrkontroller: från en satellitmottagare, videobandspelare, DVD-spelare, tv och ljudförstärkare. Vissa av dem behöver användas efter varandra, och på grund av fragmenteringen av kontrollsystemen blir detta krångligt. Många experter, inklusive den kända experten och uppfinnaren av den moderna fjärrkontrollen Robert Adler, har noterat hur förvirrande och klumpig det kan vara att använda flera fjärrkontroller.
Framväxten av handdatorer med en infraröd port gjorde det möjligt att skapa universella fjärrkontroller Fjärrkontroll med programmerbar kontroll. Men på grund av dess höga kostnad har denna metod inte blivit särskilt utbredd. Särskilda kontrollpaneler för universellt lärande har inte blivit utbredda på grund av den relativa komplexiteten i programmering och användning. Det går även bra att använda en del mobiltelefoner för fjärrkontroll (via Bluetooth-kanal) av en persondator.
Nedan finns schematiska diagram och artiklar om ämnet "IR-strålar" på webbplatsen för radioelektronik och radiohobby.
Vad är "IR-strålar" och var används det, schematiska diagram över hemmagjorda enheter som relaterar till termen "IR-strålar".
Schematiskt diagram. Liksom den tidigare versionen ger denna sändare en kort räckvidd (upp till 10 m). Dessutom är lysdioderna som används som sändare riktade, vilket gör att du bara kan styra modellen inom bestrålningszonen... IR-pulser modulerade av kommandosignalen tillförs fotodioden VD1. Fotodiodens ändringsström genom emitterföljaren VT2 matas till ingången på trestegsförstärkaren VT3-VT5. På transistor VT1 finns en enhet för att kompensera för störningar från... I denna skjutbana skjuter de pulser av infraröd strålning. Pistolen innehåller en strömkälla och en DC-spänningsomvandlare till rektangulära pulser, vars varaktighet och amplitud bestäms av kapacitansen hos kondensatorerna C2-C5. Ett paket med pulser anländer till den infraröda sändaren... Trådlösa hörlurar låter dig ta emot ljudspår TV, radiosignal, bandspelare i ett medelstort rum. Enheten fungerar baserat på överföringen av en frekvensmodulerad ljussignal i det infraröda området. Satsen innehåller... Tack vare användningen av specialiserad kodning integrerade kretsar denna enhet kan användas för att styra centrallås i bilen, aktivera billarmet, garageportar, portar, belysning etc. Satsen består av två delar: sändaren och... Den infraröda mottagarkretsen är utformad på ett sådant sätt att den kan fungera med vilken fjärrkontroll som helst: från TV-mottagaren, satellitmottagaren, videobandspelaren. Enheten fungerar med de flesta fjärrkontrollknappar. Mottagaren fungerar enligt följande: en signal från den mottagande dioden... En optoelektronisk barriär används för att skydda objekt. Tack vare den kan du slå på larmet när en obehörig person närmar sig föremålet. Barriären använder infraröd strålning, vars stråle sänds från sändaren till mottagaren. Avbrott i strålen orsakar en förändring i utgångsläget... Standard fjärrkontrollsystem som används inom videoteknik är gjorda på specialiserade mikrokretsar och ger en mycket stor uppsättning kommandon. Men för att styra enkla enheter krävs inte ett så stort antal kommandon. I princip även för driftstyrning av en TV... TRC1300N-mikrokretsen är en kodare/avkodare för fjärrkontrollsystem som fungerar via en kommunikationskanal med infraröda strålar eller via en radiokanal. Beroende på den logiska nivån på stift 2 av mikrokretsen fungerar den antingen som en kodare som genererar pulser, eller som... Ljus kan användas som medium för att överföra information. Detta kan vara vanligt (synligt) ljus eller infraröd strålning - infraröda strålar. System med enkla optiska sändare för lätta telefoner (fotofoner) som använder enkla glödlampor övervägs, liksom... Inhemska halvledar-TV-apparater av USST-linjen har redan gått ur drift, många har slängts och demonterats för delar. Men vissa människor har fortfarande helt fungerande kopior, som uteslutande används på dacha. Faktum är att våra dachas vanligtvis är mycket dåligt bevakade (om alls... Enheten är utformad för att signalera en persons passage in i rummet genom ytterdörren eller passagen. Kretsen fungerar enligt principen att korsa en infraröd stråle. När den korsar, ett musikalarm aktiveras, varnar personalen att han har anlänt besökare eller kund... Diagram över en enkel hemmagjord fotosensor för övervakning av objekt på en transportör. Denna enhet är designad för att slå på lasten när en låda eller låda kommer in ett visst område på transportören eller transportbandet, och stäng av lasten när lådan lämnar denna zon. Enheten är mycket... Hemmagjord IR-stråleskärnings- eller reflektionssensor på K561LP2-chippet. Många amatörradioautomationskretsar använder infraröda sensorer för reflektion eller strålkorsning, byggda på elementbasen i hushållens radioelektroniska fjärrkontrollsystem... Ett diagram över en enkel hemmagjord set-top-box ansluten till en COM-port för att styra en dator med hjälp av en fjärrkontroll. Modern Personlig dator, om nödvändig kringutrustning finns tillgänglig och programvara kan ersätta ett hem audio-videocenter. Du måste ha... Ett diagram över en enkel hemmagjord gränsövergång eller infartslarm som använder infraröda strålar. I vissa fall är det nödvändigt att signalera en persons passage in i ett rum, en bils passage in i territoriet, förflyttning eller inträde av något föremål i en låda, låda ... Nedan är en beskrivning av en enkel två -kommando fjärrkontrollsystem som använder IR-strålar, som kan användas för att styra olika enheter, och, inbrottslarm, elektroniskt lås med fjärrkontroll. Kretsen är baserad på tre LM567 mikrokretsar och en... Systemet är designat för oberoende styrning av fyra objekt. Fjärrkontrollen har fyra knappar och mottagaren har fyra utgångar. Varje knapp på fjärrkontrollen ansvarar för sin egen mottagarutgång; varje knapptryckning ändrar tillståndet för motsvarande mottagarutgång. Mottagarutgångarna är utrustade med... Alla vet varför en mikroräknare finns, men det visar sig att den förutom matematiska beräkningar kan mycket mer. Observera att om du trycker på "1"-knappen, sedan "+" och sedan trycker på "=", så kommer siffran på displayen att visas varje gång du trycker på "="... Enheten är utformad för att slås på eller byta något när det förs till sensorns händer eller annan reflekterande yta. Känsligheten kan justeras över ett brett område, med svarsomfånget varierande från flera meter till flera centimeter. Idén i allmänhet...03-01-2009
Yakorev Sergey
Introduktion
I Internetnätverk massor enkla enheter baserad på styrenheter i PIC16F- och PIC18F-familjen från Microchip. Jag uppmärksammar dig på en ganska komplex enhet. Jag tror att den här artikeln kommer att vara användbar för alla som skriver program för PIC18F, eftersom du kan använda programmets källkod för att skapa ditt eget realtidssystem. Det kommer att finnas massor av information, från teori och standarder, som slutar med hård- och mjukvaruimplementering av detta projekt. Assemblerens källkoder är försedda med fullständiga kommentarer. Därför blir det inte svårt att förstå programmet.
Aning
Som alltid börjar allt med en idé. Vi har en karta över Stavropol-territoriet. Det finns 26 distrikt i regionen på kartan. Kartans storlek är 2 x 3 m. Det är nödvändigt att kontrollera belysningen av de valda områdena. Styrningen måste utföras på distans via en infraröd kontrollkanal, nedan kallad IR- eller IR-fjärrkontroll. Samtidigt måste styrkommandon överföras till den PC-baserade styrservern. När du väljer ett område på kartan visar hanteringsservern ytterligare information på monitorn. Med hjälp av kommandon från servern kan du styra visningen av information på kartan. Uppgiften är satt. Till slut fick vi det du ser på bilden. Men innan allt detta förverkligades var vi tvungna att gå igenom några steg och lösa olika tekniska problem.
Utsikt från installationssidan.
Algoritm för enhetsdrift
Informationsdisplayens kontrollsystem bör inte styras från fjärrkontrollen svårare att välja program på TV eller ange spårnumret på en CD. Man bestämde sig för att ta en färdig fjärrkontroll från en Philips videobandspelare. Valet av ett distriktsnummer ställs in genom att sekventiellt trycka på fjärrkontrollknapparna “P+”, sedan två sifferknappar för distriktsnumret, som slutar med “P-”. När du väljer ett område för första gången är det markerat (LED-bakgrundsbelysningen tänds), och när du väljer det igen tas valet bort.
Protokoll för att hantera kortet från PC-kontrollservern.
1. Utgående kommandon, dvs. kommandon som kommer från enheten till datorn:
1.1. När du slår på strömmen på enheten får datorn kommandot: MAP999
1.2. När du slår på ett område: MAP(områdesnummer)1
1.3. När du stänger av ett område: MAP(områdesnummer)0
1.4. När hela kartan är påslagen: MAP001
1.5. När du stänger av hela kartan: MAP000
2. Inkommande kommandon:
2.1. Aktivera hela kartan: MAP001
2.2. Stäng av hela kartan: MAP000
2.3. Inkludera område: MAP(områdesnummer)1
2.4. Inaktivera område: MAP(områdesnummer)0
2.5. Ta emot information om inkluderade områden: MAP999 Som svar på detta kommando sänds data om alla inkluderade områden i formatet enligt paragraf 1.2 (som om alla inkluderade områden slås på igen).
2.6. Ta emot information om handikappade områden: MAP995 Som svar på detta kommando överförs data om alla handikappade områden i formatet enligt paragraf 1.3 (som om alla handikappade områden stängs av igen).
När du stänger av det senast aktiverade området bör kommandot "stäng av hela kartan" också tas emot.
När du slår på det sista icke-inkluderade området ska kommandot "slå på hela kartan" också tas emot.
Områdesnumret är ASCII-siffror (0x30-0x39).
Från idé till genomförande
Förutse att det kunde vara ett ganska svårt problem att tillverka ett eget hus för fjärrkontrollen, beslutade man att ta en färdig fjärrkontroll från en seriell enhet. IR-styrningssystemet i RC5-formatet valdes som bas för IR-styrsystemet. För närvarande används det mycket för att styra olika utrustningar. fjärrkontroll(DU) på IR-strålar. Den kanske första typen av hushållsutrustning som använde IR-fjärrkontroll var tv-apparater. Numera finns fjärrkontroll i de flesta typer av hushållsljud- och videoutrustning. Även bärbar musikcenter På senare tid är de alltmer utrustade med ett fjärrkontrollsystem. Men hushållsapparater är inte det enda användningsområdet för fjärrkontroll. Enheter med fjärrkontroll är ganska utbredda både i produktionen och i vetenskapliga laboratorier. Det finns en hel del inkompatibla IR-fjärrkontrollsystem i världen. Det mest använda systemet är RC-5. Detta system används i många TV-apparater, inklusive inhemska. För närvarande producerar olika fabriker flera modifieringar av RC-5-fjärrkontroller, och vissa modeller har en ganska anständig design. Detta gör att du kan få en hemmagjord enhet med IR-fjärrkontroll till lägsta kostnad. Om vi hoppar över detaljerna om varför just detta system valdes, låt oss överväga teorin om att bygga ett system baserat på RC5-formatet.
Teori
För att förstå hur styrsystemet fungerar måste du förstå vad signalen vid utgången på IR-fjärrkontrollen är.
Det infraröda fjärrkontrollsystemet RC-5 har utvecklats av Philips för behoven att styra hushållsapparater. När vi trycker på fjärrkontrollknappen aktiveras sändarchippet och genererar en sekvens av pulser som har en fyllningsfrekvens på 36 KHz. Lysdioder omvandlar dessa signaler till infraröd strålning. Den utsända signalen tas emot av en fotodiod, som återigen omvandlar IR-strålningen till elektriska impulser. Dessa pulser förstärks och demoduleras av mottagarchippet. De matas sedan till avkodaren. Avkodning görs vanligtvis i programvara med hjälp av en mikrokontroller. Vi kommer att prata om detta i detalj i avsnittet om avkodning. RC5-koden stöder 2048 kommandon. Dessa lag utgör 32 grupper (system) med 64 lag vardera. Varje system används för att styra en specifik enhet som en TV, video, etc.
I början av utvecklingen av IR-styrsystem skedde signalgenerering i hårdvara. För detta ändamål utvecklades specialiserade IC:er, och nu, alltmer, görs fjärrkontroller baserade på en mikrokontroller.
Ett av de vanligaste sändarchipsen är SAA3010-chippet. Låt oss kort titta på dess egenskaper.
- Matningsspänning - 2 .. 7 V
- Strömförbrukning i standbyläge - inte mer än 10 µA
- Maximal utström - ±10 mA
- Maximal klockfrekvens - 450 KHz
Blockschemat för SAA3010-chippet visas i figur 1.
Figur 1. Blockschema över SAA3010 IC.
Beskrivningen av stiften på SAA3010-chippet ges i tabellen:
| Slutsats | Beteckning | Fungera |
| 1 | X7 | Inmatningslinjer för knappmatris |
| 2 | SSM | Ingång för val av driftläge |
| 3-6 | Z0-Z3 | Inmatningslinjer för knappmatris |
| 7 | MDATA | Modulerad utgång, 1/12 kavitetsfrekvens, 25 % arbetscykel |
| 8 | DATA | Produktion |
| 9-13 | DR7-DR3 | Skanna utgångar |
| 14 | VSS | Jorden |
| 15-17 | DR2-DR0 | Skanna utgångar |
| 18 | O.S.C. | Generatoringång |
| 19 | TP2 | Testingång 2 |
| 20 | TP1 | Testingång 1 |
| 21-27 | X0-X6 | Inmatningslinjer för knappmatris |
| 28 | VDD | Matningsspänning |
Sändarchippet är basen för fjärrkontrollen. I praktiken kan samma fjärrkontroll användas för att styra flera enheter. Sändarchippet kan adressera 32 system i två olika lägen: kombinerat och enkelt systemläge. I kombinerat läge väljs först systemet och sedan kommandot. Numret på det valda systemet (adresskoden) lagras i ett speciellt register och ett kommando relaterat till detta system sänds. För att sända ett kommando krävs alltså att två knappar trycks in i följd. Detta är inte helt bekvämt och är bara motiverat när man arbetar samtidigt med ett stort antal system. I praktiken används sändaren oftare i enkelsystemsläge. I det här fallet, istället för matrisen av systemvalsknappar, är en bygel monterad som bestämmer systemnumret. I detta läge kräver sändning av alla kommandon endast en knapptryckning. Genom att använda switchen kan du arbeta med flera system. Och i det här fallet krävs bara en knapptryckning för att överföra kommandot. Kommandot som överförs kommer att vara relaterat till det system som för närvarande är valt med omkopplaren.
För att aktivera det kombinerade läget måste sändarstiftet SSM (Single System Mode) appliceras lågt. I detta läge fungerar sändarens IC enligt följande: Under vila drivs sändarens X- och Z-linjer högt av interna p-kanals pull-up transistorer. När en knapp i X-DR- eller Z-DR-matrisen trycks in, startas tangentbordets avstudsningscykel. Om knappen är stängd under 18 klockcykler är signalen "generatoraktivering" fast. Vid slutet av avstudsningscykeln stängs DR-utgångarna av och två avsökningscykler startas, varvid varje DR-utgång slås på i tur och ordning. Den första skanningscykeln detekterar Z-adressen, den andra skanningen detekterar X-adressen. När Z-ingången (systemmatris) eller X-ingång (kommandomatris) detekteras i nolltillståndet låses adressen. När du trycker på en knapp i systemmatrisen sänds det sista kommandot (dvs alla kommandobitar är lika med en) i det valda systemet. Detta kommando överförs tills systemvalsknappen släpps. När en knapp trycks in i kommandomatrisen sänds kommandot tillsammans med systemadressen som är lagrad i låsregistret. Om knappen släpps innan överföringen påbörjas sker en återställning. Om överföringen har börjat, kommer den att slutföras helt, oavsett status för knappen. Om mer än en Z- eller X-knapp trycks in samtidigt, startar inte generatorn.
För att aktivera enstaka systemläge måste SSM-stiftet vara högt och systemadressen måste ställas in med lämplig bygel eller omkopplare. I detta läge är sändarens X-linjer i ett högt tillstånd under vila. Samtidigt stängs Z-linjerna av för att förhindra strömförbrukning. I den första av två avsökningscykler bestäms systemadressen och lagras i ett låsregister. I den andra cykeln bestäms kommandonumret. Detta kommando skickas tillsammans med systemadressen som är lagrad i låsregistret. Om det inte finns någon Z-DR-bygel sänds inga koder.
Om knappen släpps mellan kodöverföringar sker en återställning. Om knappen släpps under avstudsproceduren eller medan sensorn skannas, men innan ett knapptryck detekteras, sker också en återställning. Utgångarna DR0 - DR7 har ett öppet avlopp och transistorerna är öppna i vila.
RC-5-koden har en extra kontrollbit som inverteras varje gång knappen släpps. Denna bit informerar avkodaren om knappen hålls nedtryckt eller ett nytt tryck har skett. Styrbiten inverteras först efter en fullständigt avslutad överföring. Skanningscykler utförs före varje sändning, så även om du ändrar den nedtryckta knappen till en annan under sändningen av ett paket, kommer systemnumret och kommandona fortfarande att överföras korrekt.
OSC-stiftet är en 1-stifts oscillatoringång/utgång och är utformad för att ansluta en keramisk resonator med en frekvens på 432 KHz. Det rekommenderas att ansluta ett motstånd med en resistans på 6,8 Kom i serie med resonatorn.
Testingångarna TP1 och TP2 måste anslutas till jord under normal drift. När den logiska nivån på TP1 är hög, ökar avsökningsfrekvensen, och när den logiska nivån på TP2 är hög ökar skiftregistrets frekvens.
I vila är DATA- och MDATA-utgångarna i Z-tillstånd. Pulssekvensen som genereras av sändaren vid MDATA-utgången har en fyllningsfrekvens på 36 kHz (1/12 av klockgeneratorns frekvens) med en arbetscykel på 25 %. Samma sekvens genereras vid DATA-utgången, men utan utfyllnad. Denna utgång används när sändarchippet fungerar som styrenhet för det inbyggda tangentbordet. Signalen på DATA-utgången är helt identisk med signalen vid utgången på fjärrkontrollens mottagares mikrokrets (men till skillnad från mottagaren har den inte inversion). Båda dessa signaler kan behandlas av samma avkodare. Att använda SAA3010 som en inbyggd tangentbordskontroller är mycket bekvämt i vissa fall, eftersom mikrokontrollern bara använder en avbrottsingång för att polla en matris med upp till 64 knappar. Dessutom tillåter sändarens mikrokrets strömförsörjningsspänning på +5 V.
Sändaren genererar ett 14-bitars dataord, vars format är följande:
Figur 2. RC-5 koddataordsformat.
Startbitarna är för att ställa in AGC i mottagarens IC. Kontrollbiten är ett tecken på en ny press. Klockans längd är 1,778 ms. Så länge knappen förblir nedtryckt sänds ett dataord med intervaller om 64 klockcykler, d.v.s. 113,778 ms (fig. 2).
De två första pulserna är startpulserna, och båda är logiska "1". Observera att halva biten (tom) passerar innan mottagaren bestämmer den faktiska starten av meddelandet.
Det utökade RC5-protokollet använder endast 1 startbit. S2-biten transformeras och läggs till den 6:e biten av kommandot, vilket bildar totalt 7 kommandobitar.
Den tredje biten är kontrollbiten. Denna bit inverteras varje gång en tangent trycks ned. På så sätt kan mottagaren skilja mellan en tangent som förblir nedtryckt eller en som trycks ned periodiskt.
De nästa 5 bitarna representerar IR-enhetsadressen, som skickas med den första LSB. Adressen följs av 6 kommandobitar.
Meddelandet innehåller 14 bitar och har tillsammans med pausen en total varaktighet på 25,2 ms. Ibland kan meddelandet vara kortare eftersom den första halvan av S1-startbiten lämnas tom. Och om den sista biten i kommandot är en logisk "0", så är den sista delen av meddelandebiten också tom.
Om knappen förblir nedtryckt kommer meddelandet att upprepas var 114:e ms. Kontrollbiten förblir densamma i alla meddelanden. Detta är en signal för mottagarens programvara att tolka detta som en automatisk repeteringsfunktion.
För att säkerställa god brusimmunitet används tvåfaskodning (Fig. 3).
Figur 3. Kodning av "0" och "1" i RC-5-kod.
När du använder RC-5-koden kan du behöva beräkna det genomsnittliga strömdraget. Detta är ganska enkelt att göra om du använder Fig. 4, som visar paketets detaljerade struktur.
Figur 4. Detaljerad struktur för RC-5-paketet.
För att säkerställa att utrustningen svarar lika på RC-5-kommandon distribueras koderna på ett mycket specifikt sätt. Denna standardisering gör att sändare kan utformas för att styra en mängd olika enheter. Med samma kommandokoder för samma funktioner i olika enheter en sändare med ett relativt litet antal knappar kan samtidigt styra till exempel ett ljudkomplex, en TV och en videobandspelare.
Systemnummer för vissa typer av hushållsutrustning anges nedan:
0 - TV (TV)
2 - Text-TV
3 - Videodata
4 - Videospelare (VLP)
5 - Videobandspelare (VCR)
8 - Videotuner (satellit-TV)
9 - Videokamera
16 - Ljudförförstärkare
17 - Tuner
18 - Bandspelare
20 - Kompaktspelare (CD)
21 - Skivspelare (LP)
29 - Belysning
De återstående systemnumren är reserverade för framtida standardisering eller experimentell användning. Överensstämmelsen mellan vissa kommandokoder och funktioner har också standardiserats.
Kommandokoder för vissa funktioner ges nedan:
0-9 - Digitala värden 0-9
12 - Standby-läge
15 - Display
13 - tyst
16 - volym +
17 - volym -
30 - sökning framåt
31 - sök tillbaka
45 - utkastning
48 - paus
50 - spola tillbaka
51 - snabbspola framåt
53 - uppspelning
54 - stopp
55 - inträde
För att bygga en komplett IR-fjärrkontroll baserad på sändarchippet behöver du även en LED-drivrutin som kan ge en stor pulsström. Moderna lysdioder fungerar i fjärrkontroller när pulsströmmar cirka 1 A. Det är mycket bekvämt att bygga en LED-drivrutin på en lågtröskel (logisk nivå) MOS-transistor, till exempel KP505A. Ett exempel på ett kretsschema för fjärrkontrollen visas i fig. 5.
Figur 5. Schematisk bild av RC-5-fjärrkontrollen.
Systemnumret ställs in av en bygel mellan stiften Zi och DRj. Systemnumret kommer att vara följande:
Kommandokoden som kommer att sändas när en knapp trycks ned som stänger Xi-linjen med DRj-raden beräknas enligt följande:
IR-fjärrmottagaren måste återställa bifaskodad data och måste svara på stora, snabba förändringar i signalstyrka oavsett störning. Pulsbredden vid mottagarutgången bör skilja sig från den nominella med högst 10 %. Mottagaren måste vara okänslig för konstant yttre ljus. Att uppfylla alla dessa krav är ganska svårt. Äldre implementeringar av en IR-fjärrkontrollmottagare, även de som använder specialiserade chips, innehöll dussintals komponenter. Sådana mottagare använde ofta resonanskretsar avstämda till 36 kHz. Allt detta gjorde konstruktionen svår att tillverka och konfigurera och krävde användning av bra skärmning. På senare tid har trestifts integrerade IR-fjärrkontrollmottagare blivit utbredda. I ett paket kombinerar de en fotodiod, en förförstärkare och en drivrutin. Utgången genererar en vanlig TTL-signal utan utfyllnad vid 36 KHz, lämplig för vidare bearbetning av mikrokontrollern. Sådana mottagare produceras av många företag, dessa är SFH-506 från Siemens, TFMS5360 från Temic, ILM5360 från Integral programvara och andra. För närvarande finns det fler miniatyrversioner av sådana mikrokretsar. Eftersom det förutom RC-5 finns andra standarder som skiljer sig åt, i synnerhet i fyllningsfrekvensen, finns det integrerade mottagare för olika frekvenser. För att arbeta med RC-5-koden bör du välja modeller designade för en fyllningsfrekvens på 36 KHz.
Som IR-fjärrkontrollmottagare kan du även använda en fotodiod med en formförstärkare, som kan vara en specialiserad KR1568HL2-mikrokrets. Diagrammet för en sådan mottagare visas i figur 6.
Figur 6. Mottagare baserad på mikrokretsen KR1568HL2.
För informationsdisplayens kontrollsystem valde jag en integrerad IR-fjärrkontrollmottagare. En mycket känslig PIN-fotodiod är installerad i TSOP1736-mikrokretsen som en optisk strålningsmottagare, varifrån signalen matas till ingångsförstärkaren, som omvandlar fotodiodens utström till spänning. Den konverterade signalen matas till en förstärkare med AGC och sedan till ett bandpassfilter, som separerar signaler med en arbetsfrekvens på 36 kHz från brus och störningar. Den valda signalen matas till en demodulator, som består av en detektor och en integrator. I pauserna mellan pulserna kalibreras AGC-systemet. Detta styrs av en styrkrets. Tack vare denna design reagerar mikrokretsen inte på kontinuerliga störningar ens vid driftsfrekvensen. Den aktiva utgångsnivån är låg. Mikrokretsen kräver inte installation av några externa element för dess funktion. Alla dess komponenter, inklusive fotodetektorn, är skyddade från yttre störningar av en intern elektrisk skärm och fyllda med specialplast. Denna plast är ett filter som skär bort optiska störningar i det synliga ljusområdet. Tack vare alla dessa åtgärder kännetecknas mikrokretsen av mycket hög känslighet och låg sannolikhet för falska signaler. Inte desto mindre är integrerade mottagare mycket känsliga för strömförsörjningsljud, så det rekommenderas alltid att använda filter, till exempel RC. Utseende av den integrerade fotodetektorn och stiftens placering visas i fig. 7.
Figur 7. RC-5 integrerad mottagare.
Avkodning RC-5
Eftersom grunden för vår enhet är mikrokontrollern PIC18F252 kommer vi att avkoda RC-5-koden i mjukvara. RC5-kodmottagningsalgoritmerna som erbjuds på nätverket är oftast inte lämpliga för realtidsenheter, som vår enhet. De flesta av de föreslagna algoritmerna använder mjukvaruloopar för att generera tidsfördröjningar och mätintervall. Detta är inte lämpligt för vårt fall. Det beslutades att använda avbrott baserat på signalnedgången vid INT-ingången på mikrokontrollern PIC18F252, mäta tidsparametrarna med hjälp av TMR0 för mikrokontrollern PIC18F252, samma timer genererar ett avbrott när väntetiden för nästa puls har gått ut, d.v.s. när det var en paus mellan två sändningar. Den demodulerade signalen från utgången på DA1-mikrokretsen matas till INT0-ingången på mikrokontrollern, i vilken den dekrypteras och det dekrypterade kommandot ges till skiftregister för att styra nycklarna. Dekrypteringsalgoritmen är baserad på att mäta tidsintervallen mellan avbrotten i mikrokontrollern PIC18F252. Om du tittar noga på figur 8 kommer du att märka några funktioner. Så om intervallet mellan avbrotten i PIC18F252-mikrokontrollern var lika med 2T, där T är varaktigheten av en enda RC5-puls, kan den mottagna biten vara 0 eller 1. Allt beror på vilken bit som var före den. Detta är mycket tydligt synligt i programmet nedan med detaljerade kommentarer. Hela projektet är tillgängligt för nedladdning och användning för personliga ändamål. Vid omtryck krävs en länk.
