Влаштування дистанційного керування на ик променях. Схема дистанційного керування пристроями. Від ідеї до реалізації
Всім привіт! Тут ми поговоримо про те, як зробити найпростіше інфрачервоне управління (). Керувати цією схемою можна навіть звичайним пультом телевізора. Попереджаю одразу, дистанція не велика – приблизно 15 сантиметрів, але навіть такий результат потішить новачка в роботі. При саморобному передавачі дальність збільшується вдвічі, тобто приблизно зростає ще на 15 сантиметрів. Робиться блок дистанційного управління просто. До 9-вольтової "кроні" підключаємо ІЧ світлодіод через резистор в 100-150 ом, при цьому ставимо звичайну кнопку без фіксації, приклеюємо це до батареї ізолентою, при цьому ізолятора не повинна перешкоджати інфрачервоному випромінюванню ІЧ світлодіода.На фото показані всі елементи, що нам знадобляться для складання схеми.
2. Резистор на 1 кому, і на 300-500 ом (Для наочності на фото виставив резистори на 300 і 500 ом)
3. Підстроювальний резистор на 47 кому.
4. Транзистор КТ972А або аналогічний за струмом та структурою.
5. Світлодіод можна використовувати будь-який низьковольтний.
Принципова схемаприймача ІЧ управління однією транзисторе:
Приступимо до виготовлення фотоприймача. Його схему було взято з одного довідника. Спочатку малюємо плату перманентним маркером. Але можна зробити це навіть навісним монтажем, але бажано робити на текстоліті. Моя плата виглядає так:
Ну тепер, звичайно, приступаємо до паяння елементів. Паяємо транзистор:
Припаюємо резистор в 1 ком (Килоом) та будівельний резистор.
І нарешті паяємо останній елемент – це резистор на 300 – 500 Ом, я поставив 300 Ом. Розмістив його з зворотного боку друкованої плати, т.к він мені не дозволив прип'яти його з лицьового боку, через свої мутаційні лапи =)
Вся ця справа чистим зубною щіткою та спиртом, щоб змити залишки каніфолі. Якщо все зібрано без помилок і справний фотодіод - запрацює відразу. Відео роботи даної конструкції можна переглянути нижче:
На відеоролику дистанція маленька, тому що треба було дивитися одночасно і в камеру, і на пульт. Тому не зміг сфокусувати напрямки пульта. Якщо замість фотодіода поставити фоторезистор, то буде реагувати на світло, перевірено особисто, чутливість навіть краща, ніж у оригінальних схемахфоторезистора. На схему подавав 12в, працює нормально – світлодіод горить яскраво, регулюється яскравість та чутливість фоторезистора. В даний час за цією схемою підбираю елементи, щоб можна було живити інфрачервоний приймач від 220 вольт, і вихід на лампочку теж був 220В. За дану схему окреме спасибі: thehunteronghosts . Матеріал надав:
Зібравши JDM програматор, Приступаємо до пошуків будь-якої нескладної для повторення схеми. Досить часто це бувають банальні мигалки на світлодіоді або годинник на LED індикаторах, але перший варіант практичного застосуваннямайже не має, а другий нерідко не підходить не тому, що небажаний, а тому, що радіоаматор, що особливо починає або мешкає в глибинці, не завжди має у своєму розпорядженні потрібні компоненти (наприклад, кварцовим резонаторомабо LED індикаторми).
У запропонованій нижче схемі, взятій із сайту Залізо-off (http://aes.at.ua/publ/31-1-0-61), використовуються більш доступні елементи.
Фотодатчик TSOP1738 був замінений на TSOP1736, але можна поекспериментувати і з аналогічними деталями, знятими з несправної апаратури.
Мікроконтролери, вказані у схемі, прошиваються різними прошивками - обидва варіанти прошивок можна завантажити зі згаданого вище сайту.
Реле можна використовувати будь-яке на напругу обмотки 12 вольт.
Трохи про решту деталей, оскільки на схемі номінали деяких із них читаються не дуже добре:
C1 - 220 мкФ 25;
C2 – 220 мкФ, не менше 10 В;
C3 - 0,1 мкФ (тут у схему автора вкралася друкарська помилка - наступний конденсатор, електролітичний, повинен мати порядковий номер 4);
C4 – 4,7 мкФ 10 В;
R1 - 330 Ом;
R2 – 1K;
R3 – 4,7 K;
Т1 - BC547, КТ315 або інші аналогічні транзистори структури N-P-N;
LED - світлодіод будь-якого типу і кольору, що сподобався;
D1 - 1N4148, 1N4007 або аналоги;
Кнопка – без фіксації.
Стабілізатор – будь-який на 5 вольт.
Пульт ДК (ПДК, пульт дистанційного керування, RCU, remote control unit) - електронний пристрій для віддаленого (дистанційного) керування іншим електронним пристроєм на відстані. Існують як в автономному, так і (набагато рідше) неавтономному (провідному) варіантах. Конструктивно - зазвичай невелика коробка, що містить у собі електронну схему, кнопки управління та джерело автономного живлення.
ПДУ застосовуються для управління системами та механізмами на мобільних об'єктах (літаки, космічні кораблі, судна тощо), управління виробничими процесами, системами зв'язку, військовими об'єктами Також широко використовуються для дистанційного керування телевізорами, музичними центрами, аудіо- та відеопрогравачами, іншою побутовою електронною апаратурою (надсилання команд перемикання телеканалів, звукових доріжок, керування гучністю тощо). Побутовий ПДУ є невеликий пристрійз кнопками, що живиться від батарейок та посилає команди за допомогою інфрачервоного випромінювання. Більшість зразків сучасної побутової електроніки містять обмежений набір засобів управління на своєму корпусі та повний набір на пульті дистанційного керування.
Своєрідні пульти дистанційного керування бувають у автомобільних сигналізацій і деяких цифрових фотоапаратів. Бувають також пульти дистанційного керування для управління роботами, авіамоделями та ін. (Малюнок 1.2).
Малюнок 1.2 - Різні пульти для побутових приладів
1.2.1 Історія дистанційного керування
Один з ранніх зразків пристроїв для дистанційного керування придумав і запатентував Нікола Тесла в 1893 році.
У 1903 році іспанський інженер і математик Leonardo Torres Quevedo представив у Паризькій академії наук Telekino - пристрій, що являв собою робота, що виконує команди, передані за допомогою електромагнітних хвиль. У тому ж році він отримав патенти у Франції, Іспанії, Великій Британії та США. У 1906 році в порту Більбао в присутності короля та великого збіговиська глядачів Torres представив свій винахід, керуючи човном з корабля. Пізніше він намагався пристосувати Telekino для снарядів і торпед, але припинив проект через брак коштів.
Перша дистанційно керована модель аероплана була запущена 1932 року. Потім над використанням дистанційного управління у військових цілях посилено працювали під час Другої світової війни, наприклад у проекті німецької ракети земля-повітря Вассерфаль.
Перший пульт дистанційного керування для управління телевізором був розроблений американською компанією Zenith Radio Corporation на початку 1950-х. Він був з'єднаний із телевізором кабелем. В 1955 був розроблений бездротовий пульт Flashmatic, заснований на посиланні променя світла в напрямку фотоелемента. На жаль, фотоелемент не міг відрізнити світло з пульта від світла з інших джерел. Крім того, потрібно було направляти пульт точно на приймач.
1956 року американець австрійського походження Роберт Адлер розробив бездротовий пульт Zenith Space Commander. Він був механічним та використовував ультразвук для завдання каналу та гучності. Коли користувач натискав кнопку, вона клацала та ударяла пластину. Кожна пластина виймала шум різної частоти і схеми телевізора розпізнавали цей шум. Винахід транзистора уможливило виробництво дешевих електричних пультів, які містять п'єзоелектричний кристал, що живиться. електричним струмомі коливається з частотою, що перевищує верхню межу слуху людини (хоча чутною собаками). Приймач містив мікрофон, приєднаний до схеми, налаштованої тієї ж частоту. Деякі проблеми цього способу мали можливість приймача спрацювати від природного шуму і те, що деякі люди, особливо молоді жінки, могли чути пронизливі ультразвукові сигнали. Був навіть випадок, коли іграшковий ксилофон міг перемикати канали на телевізорах цього типу, тому що деякі обертони ксилофона збігалися частотою з сигналами пульта.
У 1974 р. фірми GRUNDIG та MAGNAVOX випустили перший кольоровий телевізор із мікропроцесором управління на ІЧ-променях. Телевізор мав екранну індикацію (OSD) - у кутку екрана відображався номер каналу.
Поштовх до появи більш складних типів пультів дистанційного керування з'явився наприкінці 1970-х, коли компанією Бі-бі-сі був розроблений телетекст. Більшість пультів дистанційного керування в той час мали обмежений набір функцій, іноді тільки чотири: наступний канал, попередній канал, збільшити або зменшити гучність. Ці пульти не відповідали потреб телетексту, де сторінки були пронумеровані тризначними числами. Пульт, що дозволяє вибирати сторінку телетексту, повинен був мати кнопки для цифр від 0 до 9, інші кнопки, що управляють, наприклад для перемикання між текстом і зображенням, а також звичайні телевізійні кнопки для гучності, каналів, яскравості, кольоровості. Перші телевізори з телетекстом мали провідні пульти для вибору сторінок телетексту, але зростання використання телетексту показало необхідність бездротових пристроїв. І інженери Бі-Бі-Сі почали переговори з виробниками телевізорів, що призвело в 1977-1978 до появи досвідчених зразків, які мали набагато більший набірфункцій. Однією з компаній була ITT, її ім'ям пізніше назвали протокол інфрачервоного зв'язку.
У 1980-х Стівен Возняк з компанії Appleзаснував компанію CL9. Метою компанії було створення пульта ДК, який міг би керувати кількома електронними пристроями. Восени 1987 року було представлено модуль CORE. Його перевагою була можливість «навчати» сигнали від різних пристроїв. Він також мав можливість виконувати певні функції у призначений час завдяки вбудованим годинникам. Також це був перший пульт, який міг бути підключений до комп'ютера та завантажений оновленим програмним кодом. CORE не вплинув на ринок. Для середнього користувача було занадто складно програмувати його, але він отримав захоплені відгуки людей, які змогли розібратися з його програмуванням. Названі перешкоди призвели до розпуску CL9, але один із її працівників продовжив справу під маркою Celadon.
На початку 2000-х кількість побутових електроприладів різко зросла. Для управління домашнім кінотеатром може знадобитися п'ять-шість пультів: від супутникового приймача, відеомагнітофона, DVD-програвача, телевізійного та звукового підсилювача. Деякі з них потрібно використовувати один за одним, і через роз'єднаність систем управління це стає обтяжливим. Багато фахівців, включаючи відомого спеціаліста та винахідника сучасного пульта ДУ Роберта Адлера, відзначають як заплутано і незграбне використання кількох пультів.
Поява КПК з інфрачервоним портом дозволила створювати універсальні пультиДУ з програмованим керуванням. Однак через високу вартість цей метод не став дуже поширеним. Не стали широко поширеними і спеціальні універсальні пульти управління, що навчаються, в силу відносної складності програмування і використання. Також можливе використання деяких мобільних телефонівдля дистанційного керування (якналу Bluetooth) персональним комп'ютером.
Нижче наведено принципові схеми та статті з тематики "ІК промені" на сайті з радіоелектроніки та радіохобі сайт.
Що таке "ІЧ промені" і де це застосовується, принципові схеми саморобних пристроїв, які стосуються терміна "ІЧ промені".
Принципова схема. Як і попередній варіант цей передавач забезпечує невелику дальність дії (до 10 м). Крім того, світло-діоди, які використовуються як випромінювачі, мають спрямованість, що дозволяє керувати моделлю лише в межах зони опромінення... Модульовані командним сигналом імпульси ІЧ-випромінювання надходять на фотодіод VD1. Струм фотодіода, що змінюється, через емітгерний повторювач VT2 подається на вхід трикаскадного підсилювача VT3-VT5. У цьому тирі стріляють імпульсами інфрачервоного випромінювання. У пістолеті знаходиться джерело живлення і перетворювач постійної напруги прямокутні імпульси, тривалість і амплітуда яких визначається ємністю конденсаторів С2-С5. Пакет імпульсів надходить на випромінювач інфрачервоного... Бездротові навушники дозволяють здійснювати прийом звукового супроводутелевізора, сигналу радіо, магнітофона в межах одного приміщення середньої величини. Пристрій працює на основі передачі частотно-модульованого світлового сигналу інфрачервоного діапазону. До складу комплекту... Завдяки використанню спеціалізованих кодуючих інтегральних схемцей пристрій можна використовувати для керування центральним замком в автомобілі, включення сигналізації в автомобілі, гаражними дверима, воротами, освітленням і т. д. Комплект складається з двох частин: передавача і... Схема інфрачервоного приймача спроектована таким чином, щоб він міг працювати з будь-яким пультом дистанційного керування: , супутниковий тюнер, відеомагнітофон. Пристрій працює з більшістю кнопок пультів. Приймач діє наступним чином: сигнал із приймального діода... Оптоелектронний бар'єр служить для охорони об'єктів. Завдяки йому можна ввімкнути сигналізацію під час наближення до об'єкта сторонньої особи. У бар'єрі використано інфрачервоне випромінювання, промінь якого передається з передавача до приймача. Переривання променя викликає зміну вихідного стану... Стандартні системи дистанційного керування, що застосовуються у відеотехніці, виконані на спеціалізованих мікросхемах і забезпечують дуже великий набір команд. Але для керування простими приладами такого великого числа команд не потрібно. В принципі, навіть для оперативного керування телевізором... Мікросхема TRC1300N є кодером / декодером для систем дистанційного керування, що працюють через канал зв'язку на інфрачервоних променях або через радіоканал. Залежно від логічного рівня на виведенні 2 мікросхеми вона працює або як кодер, що формує імпульсні посилки, або як... Як середовище передачі може використовуватися світло. Це може бути звичайне (видиме) світло або інфрачервоне випромінювання - інфрачервоні промені. Розглянуті схеми простих оптичних передавачів для світлотелефонів (фототелефонів) з використанням простих ламп розжарювання, а також... Вітчизняні напівпровідникові телевізори лінійки УСЦТ вже остаточно вийшли з експлуатації, багато викинуті, розібрані на деталі. Але в когось залишилися і цілком робочі екземпляри, які експлуатуються виключно на дачі. Справді, наші дачі зазвичай охороняються дуже погано (якщо взагалі... Пристрій призначений для сигналізації про прохід людини в приміщення через вхідні двері або прохід. відвідувач або клієнт... Схема простого саморобного фото датчика для контролю за предметами на конвеєрі. Пристрій дуже... Саморобний датчик перетину або відображення ІЧ променя на мікросхемі К561ЛП2. У багатьох радіоаматорських схемах автоматики використовуються інфрачервоні датчики на відображення або перетин променя, побудовані на основі елементної бази систем дистанційного керування побутовою радіоелектронною... Схема простої саморобної приставки, що підключається до COM-порту для керування комп'ютером за допомогою пульта дистанційного керування. Сучасний персональний комп'ютер, за наявності необхідної периферії та програмного забезпеченняможе замінити домашній аудіо-відео центр. Схема простого саморобного сигналізатора перетину кордону або входу в приміщення з використанням інфрачервоних променів. У деяких випадках потрібно сигналізувати про прохід людини в приміщення, проїзд автомобіля на територію, переміщення або потрапляння будь-якого предмета в ящик, бокс... Нижче наводиться опис нескладної системи двокомандного дистанційного управління на ІЧ-променях, яку можна використовувати для керування різними пристроями, а також, охоронною сигналізацією, електронний замок з дистанційним керуванням. Основою схеми послужили три мікросхеми LM567 і один... Система призначена для незалежного керування чотирма об'єктами. На пульті є чотири кнопки, а на приймачі є чотири виходи. Кожна кнопка пульта відповідає за вихід вихідника, кожне натискання кнопки змінює стан відповідного виходу приймача. На виходах приймача встановлені ... Всі знають навіщо існує мікрокалькулятор, але виявляється крім математичних обчислень він здатний і на багато іншого. Зверніть увагу, якщо натиснути кнопку «1», потім «+» і далі натискати «=», то з кожним натисканням на кнопку «=» число на дисплеї буде... руки або іншої поверхні, що відбиває. Чутливість можна регулювати в широких межах, причому дальність спрацьовування змінюється від кількох метрів до кількох сантиметрів. Ідея, загалом...03-01-2009
Якорєв Сергій
Вступ
У мережі Internetбагато простих пристроївна базі контролерів сімейства PIC16F та PIC18F фірми Microchip. Я пропоную до вашої уваги досить складний пристрій. Ця стаття думаю буде корисна всім, хто пише програми для PIC18F, так як ви можете, взявши вихідні тексти програми створити свою систему реального часу. Інформації буде достатньо, починаючи від теорії та стандартів, закінчуючи апаратною та програмною реалізацією даного проекту. Вихідні тексти на ассемблері мають повні коментарі. Тому не складно буде розібратися у програмі.
Ідея
Як завжди, все починається з ідеї. Маємо карту Ставропольського краю. На карті є 26 районів краю. Розмір карти 2 х 3 м. Необхідно керувати підсвічуванням вибраних районів. Управління має здійснюватися дистанційно інфрачервоним каналом управління, далі за текстом просто ІЧ або IR remote control. Одночасно команди управління мають передаватися на сервер управління з урахуванням РС. При виборі району на карті сервер керування відображає додаткову інформацію на моніторі. За командами сервера можна керувати відображенням інформації на карті. Завдання поставлене. Зрештою ми отримали, що ви бачите на фото. Але перш ніж все це реалізувати, довелося пройти деякі етапи і вирішити різні технічні завдання.
Вид з монтажу.
Алгоритм роботи пристрою
З пульта дистанційного керування система управління відображенням інформації повинна керуватися не складніше виборупрограми на TV або завдання треку на CD. Вирішили пульт взяти готовий від відеомагнітофона Philips. Вибір номера район визначається послідовним натисканням кнопок пульта "Р+" далі дві цифрові кнопки номера району, закінчуємо введення "Р-". При першому виборі району здійснюється його виділення, (включається підсвічування світлодіодами), а при повторному виборі знімається виділення.
Протокол керування карткою з РС сервера керування.
1. Вихідні команди, тобто. команди, що надходять з пристрою в РС:
1.1. При включенні живлення на пристрої в PC надходить команда: MAP999
1.2. При включенні району: MAP(номер району)1
1.3. При вимиканні району: MAP(номер району)0
1.4. При включенні всієї картки: MAP001
1.5. При вимиканні карти: MAP000
2. Вхідні команди:
2.1. Включити всю карту: MAP001
2.2. Вимкнути всю карту: MAP000
2.3. Включити район: MAP(номер району)1
2.4. Вимкнути район: MAP(номер району)0
2.5. Отримати інформацію про включені райони: MAP999 У відповідь на цю команду передаються дані про всі включені райони у форматі п. 1.2 (начебто всі включені райони заново включаються).
2.6. Отримати інформацію про вимкнені райони: MAP995 У відповідь на цю команду передаються дані про всі вимкнені райони у форматі п. 1.3 (начебто всі вимкнені райони знову вимикаються).
При вимиканні останнього включеного району також має надходити команда "вимкнення всієї карти".
При включенні останнього невключеного району також має надходити команда "ввімкнення всієї карти".
Номер району є ASCII-символами цифр (0x30-0x39).
Від ідеї до реалізації
Передбачаючи, що досить складною проблемою може бути виготовлення власного корпусу для пульта дистанційного керування, було вирішено взяти готовий пульт дистанційного керування від серійного апарату. За основу системи ІЧ управління вибрано систему команд ІЧ управління формату RC5. В даний час для керування різною апаратурою дуже широко використовується дистанційне керування(ДК) на ІЧ-променях. Мабуть, першим видом побутової апаратури, де використовувалося ІЧ ДУ, були телевізори. Зараз ДК є у більшості видів побутової аудіо- та відеотехніки. Навіть переносні музичні центриостаннім часом дедалі частіше обладнають системою ДК. Але побутова техніка це єдина сфера застосування ДУ. Досить поширені прилади з ДК і з виробництва, й у наукових лабораторіях. У світі є досить багато несумісних між собою систем ІЧ ДУ. Найбільшого поширення набула система RC-5. Ця система використовується в багатьох телевізорах, у тому числі вітчизняних. В даний час різними заводами випускається кілька модифікацій пультів дистанційного керування RC-5, причому, деякі моделі мають цілком пристойний дизайн. Це дозволяє з найменшими витратами отримати саморобний пристрій з ІЧ ДУ. Опускаючи подробиці, чому було обрано саме цю систему, розглянемо теорію побудови система з урахуванням формату RC5.
Теорія
Що б зрозуміти як працює система управління необхідно вникнути, що ж є сигналом на виході пульта ІЧ ДУ.
Система інфрачервоного дистанційного керування RC-5 була розроблена фірмою Philips для потреб керування побутовою апаратурою. Коли ми натискаємо кнопку пульта, мікросхема передавача активізується та генерує послідовність імпульсів, які мають заповнення частотою 36 КГц. Світлодіоди перетворюють ці сигнали на ІЧ-випромінювання. Випромінений сигнал приймається фотодіодом, який знову перетворює ІЧ-випромінювання електричні імпульси. Ці імпульси посилюються та демодулюються мікросхемою приймача. Потім вони подаються на декодер. Декодування зазвичай здійснюється програмно за допомогою мікроконтролера. Про це ми докладно поговоримо у розділі, присвяченому декодуванню. Код RC5 підтримує 2048 команд. Ці команди становлять 32 групи (системи) по 64 команди у кожній. Кожна система використовується для керування певним пристроєм, таким як телевізор, відеомагнітофон тощо.
На зорі становлення систем ІЧ управління формування сигналу відбувалося апаратно. Для цього розроблялися спеціалізовані ІВ, а зараз все частіше пульти дистанційного керування робляться на основі мікроконтролера.
Однією з найпоширеніших мікросхем передавача є мікросхема SAA3010. Розглянемо її характеристики.
- Напруга живлення - 2 .. 7 В
- Споживаний струм у режимі очікування - не більше 10 мка
- Максимальний вихідний струм – ±10 мА
- Максимальна тактова частота – 450 КГц
Структурна схема мікросхеми SAA3010 показано малюнку 1.
Малюнок 1. Структурна схема ІС SAA3010.
Опис висновків мікросхеми SAA3010 наведено у таблиці:
| Висновок | Позначення | Функція |
| 1 | X7 | Вхідні лінії матриці кнопок |
| 2 | SSM | Вхід вибору режиму роботи |
| 3-6 | Z0-Z3 | Вхідні лінії матриці кнопок |
| 7 | MDATA | Модульовані вихідні дані, 1/12 частоти резонатора, шпаруватість 25% |
| 8 | DATA | Вихідні дані |
| 9-13 | DR7-DR3 | Виходи сканування |
| 14 | VSS | Земля |
| 15-17 | DR2-DR0 | Виходи сканування |
| 18 | OSC | Вхід генератора |
| 19 | TP2 | Тестовий вхід 2 |
| 20 | TP1 | Тестовий вхід 1 |
| 21-27 | X0-X6 | Вхідні лінії матриці кнопок |
| 28 | VDD | Напруга живлення |
Мікросхема передавача є основою пульта дистанційного керування. Насправді один і той же пульт дистанційного керування може використовуватися для керування кількома пристроями. Мікросхема передавача може адресувати 32 системи у двох різних режимах: комбінованому та в режимі однієї системи. У комбінованому режимі спочатку вибирається система, потім команда. Номер вибраної системи (адресний код) зберігається у спеціальному регістрі та відбувається передача команди, що відноситься до цієї системи. Таким чином, передачі будь-якої команди потрібно послідовне натискання двох кнопок. Це не зовсім зручно та виправдано тільки при роботі одночасно з великою кількістю систем. Насправді передавач частіше використовують у режимі однієї системи. При цьому замість матриці кнопок вибору системи монтується перемичка, яка визначає номер системи. У цьому режимі для передачі будь-якої команди потрібно натиснути лише одну кнопку. Використовуючи перемикач, можна працювати з кількома системами. І в цьому випадку для передачі команди потрібно натиснути лише одну кнопку. Команда, що передається, буде відноситься до тієї системи, яка в даний час обрана за допомогою перемикача.
Щоб увімкнути комбінований режим на виведення передавача SSM (Single System Mode), потрібно подати низький рівень. У цьому режимі мікросхема передавача працює наступним чином: під час спокою X та Z-лінії передавача знаходяться у стані високого рівня за допомогою внутрішніх p-канальних транзисторів, що підтягують. Коли натиснуто кнопку в матриці X-DR або Z-DR, запускається цикл придушення брязкоту клавіатури. Якщо кнопка замкнута протягом 18 тактів, фіксується сигнал "дозвіл генератора". В кінці циклу придушення брязкоту DR-виходи вимикаються і запускаються два цикли сканування, що включають по черзі кожен вихід DR. У першому циклі сканування виявляється Z-адреса, у другому - X-адреса. Коли Z-вхід (матриця системи) чи X-вхід (матриця команди) виявляється у стані нуля, відбувається фіксація адреси. При натисканні кнопки в матриці системи передається остання команда (тобто всі біти команди рівні одиниці) у системі, що вибирається. Ця команда передається доти, доки кнопка вибору системи не буде відпущена. При натисканні кнопки в матриці команди передається команда разом із адресою системи, що зберігається у регістрі-фіксаторі. Якщо кнопку відпущено до початку передачі, відбувається скидання. Якщо ж передача почалася, незалежно від стану кнопки, вона буде виконана повністю. Якщо одночасно натиснуто більше однієї кнопки Z або X, то генератор не запускається.
Для ввімкнення режиму однієї системи на виводі SSM повинен бути високий рівень, а адреса системи повинна бути задана перемичкою або перемикачем. У цьому режимі під час спокою X-лінії передавача перебувають у стані високого рівня. У той же час Z-лінії вимкнені для запобігання споживанню струму. У першому з двох циклів сканування визначається адреса системи та зберігається в регістрі-фіксаторі. У другому циклі визначається номер команди. Ця команда передається разом із адресою системи, що зберігається у регістрі-фіксаторі. Якщо немає перемички Z-DR, жодні коди не передаються.
Якщо кнопка була відпущена між посилками коду, відбувається скидання. Якщо кнопка була відпущена під час процедури придушення брязкоту або під час сканування матриці, але до виявлення натискання кнопки, також відбувається скидання. Виходи DR0 - DR7 мають відкритий стік, у стані спокою транзистори відкриті.
У коді RC-5 є додатковий біт, що управляє, який інвертується при кожному відпусканні кнопки. Цей біт інформує декодер про те, чи утримується кнопка або відбулося нове натискання. Біт керування інвертується лише після повністю завершеної посилки. Цикли сканування виконуються перед кожною посилкою, тому навіть якщо під час передачі посилки змінити натиснуту кнопку на іншу, все одно номер системи та команди будуть передані правильно.
Висновок OSC є вхід/вихід 1-вивідного генератора і призначений для підключення керамічного резонатора на частоту 432 КГц. Після резонатором рекомендується включити резистор опором 6,8 Ком.
Тестові входи TP1 та TP2 у нормальному режимі роботи повинні бути з'єднані із землею. При високому логічному рівні на TP1 підвищується частота сканування, а за високому рівні на TP2 - частота зсувного регістра.
У стані спокою виходи DATA та MDATA знаходяться у Z-стані. Генерована передавачем на виході MDATA послідовність імпульсів має заповнення частотою 36 кГц (1/12 тактового частоти генератора) зі шпаруватістю 25%. На виході DATA генерується така сама послідовність, але без заповнення. Цей вихід використовується у разі, коли мікросхема передавача виконує функції контролера вбудованої клавіатури. Сигнал на виході DATA повністю ідентичний сигналу на виході мікросхеми приймача дистанційного керування (але на відміну від приймача не має інверсії). Обидва ці сигнали можуть оброблятися тим самим декодером. Застосування SAA3010 в якості контролера вбудованої клавіатури в деяких випадках дуже зручне, оскільки для опитування матриці до 64 кнопок мікроконтролера витрачається тільки один вхід переривання. Тим більше, що мікросхема передавача допускає живлення напругою +5 ст.
Передавач генерує 14-бітове слово даних, формат якого наступний:
2. Формат слова даних коду RC-5.
Стартові біти призначені для встановлення АРУ в IC приймача. Керуючий біт є ознакою нового натискання. Тривалість такту становить 1778 мс. Поки кнопка залишається натиснутою, слово даних передається з інтервалом 64 такту, тобто. 113.778 мс (рис. 2).
Перші два імпульси є стартовими, і обидва - логічні "1". Зазначимо, половина біта (порожня) проходить раніше, ніж приймач визначить реальний старт повідомлення.
Розширений RC5 протокол використовує лише 1 старт-біт. Біт S2 трансформується і додається до 6-го біта команди, утворюючи в цілому 7 біт команди.
Третій біт – керуючий. Цей біт інвертується щоразу, коли натискається кнопка. Таким чином приймач може розрізняти клавішу, яка залишається натиснутою або періодично натискається.
Наступні 5 біт представляють адресу ІЧ пристрою, який посилається з першим LSB. За адресою слідують 6 біт команди.
Повідомлення містить 14 біт, разом із паузою мають загальну тривалість 25.2 мс. Іноді повідомлення може виявитися коротшим через те, що перша половина старт-біту S1 залишається незаповненою. І якщо останній біт команди є логічним "0", тоді остання частина біта повідомлення також пуста.
Якщо кнопка залишається натиснутою, повідомлення повторюватиметься кожні 114 мс. Керуючий біт залишатиметься однаковим у всіх повідомленнях. Це сигнал для приймача програми інтерпретувати це як функцію автоповтору.
Для забезпечення гарної перешкодостійкості застосовується двофазне кодування (рис. 3).
Рисунок 3. Кодування «0» та «1» у коді RC-5.
При використанні коду RC-5 може знадобитися обчислити середній споживаний струм. Зробити це досить просто, якщо скористатися рис. 4 де показана докладна структура посилки.
Рисунок 4. Детальна структура посилки RC-5.
Для забезпечення однакового реагування обладнання на команди RC-5 коди розподілені цілком певним чином. Така стандартизація дозволяє конструювати передавачі, що дозволяють керувати різними пристроями. З одними і тими ж кодами команд для однакових функцій різних пристрояхпередавач із відносно невеликим числом кнопок може керувати одночасно, наприклад, аудіокомплексом, телевізором та відеомагнітофоном.
Номери систем для деяких видів побутової апаратури наведені нижче:
0 - ТБ (TV)
2 - Телетекст
3 - Відеодані
4 - Відеопрогравач (VLP)
5 - Касетний відеомагнітофон (VCR)
8 - Відео тюнер (Sat.TV)
9 - Відеокамера
16 - Аудіо підсилювач
17 - Тюнер
18 - Магнітофон
20 - Компакт-програвач (CD)
21 - Програвач (LP)
29 - Освітлення
Інші номери систем зарезервовані для майбутньої стандартизації або експериментального використання. Стандартизовано також відповідність деяких кодів команд та функцій.
Коди команд для деяких функцій наведені нижче:
0-9 - Цифрові величини 0-9
12 - черговий режим
15 - Дисплей
13 - mute
16 - гучність +
17 - гучність -
30 - пошук уперед
31 - пошук назад
45 - викид
48 - пауза
50 - перемотування назад
51 - перемотування вперед
53 - відтворення
54 - стоп
55 - запис
Для того щоб на основі мікросхеми передавача побудувати закінчений пульт ІЧ ДУ, необхідний ще драйвер світлодіода, який здатний забезпечувати великий імпульсний струм. Сучасні світлодіоди працюють у пультах ДУ при імпульсних струмахблизько 1 А. Драйвер світлодіода дуже зручно будувати на низькопороговому (logic level) МОП-транзисторі, наприклад, КП505А. Приклад принципової схеми пульта наведено на рис. 5.
5. Принципова схема пульта RC-5.
Номер системи визначається перемичкою між висновками Zi і DRj. Номер системи при цьому буде наступним:
Код команди, який передаватиметься при натисканні кнопки, яка замикає лінію Xi з лінією DRj, обчислюється так:
Приймач ІЧ дистанційного керування повинен відновлювати дані з двофазним кодуванням, він повинен реагувати на великі швидкі зміни рівня сигналу незалежно від перешкод. Ширина імпульсів на виході приймача повинна відрізнятися від номінальної лише на 10%. Приймач повинен бути нечутливим до постійних зовнішніх засвічень. Задовольнити цим вимогам досить непросто. Старі реалізації приймача ІЧ ДУ, навіть із застосуванням спеціалізованих мікросхем, містили десятки компонентів. Такі приймачі часто використовували резонансні контури, налаштовані частоту 36 КГц. Все це робило конструкцію складною у виготовленні та налаштуванні, вимагало застосування гарного екранування. Останнім часом великого поширення набули трививідні інтегральні приймачі ІЧ ДУ. В одному корпусі вони поєднують фотодіод, підсилювач і формувач. На виході формується звичайний сигнал ТТЛ без заповнення 36 КГц, придатний для подальшої обробки мікроконтролером. Такі приймачі виготовляються багатьма фірмами, це SFH-506 фірми Siemens, TFMS5360 фірми Temic, ILM5360 виробництва ПЗ «Інтеграл» та інші. Нині є і мініатюрні варіанти таких мікросхем. Оскільки крім RC-5 існують інші стандарти, які відрізняються, зокрема, частотою заповнення, існують інтегральні приймачі для різних частот. Для роботи з кодом RC-5 слід вибирати моделі, розраховані частоту заповнення 36 КГц.
Як приймач ІЧ ДУ можна застосувати і фотодіод з підсилювачем-формувачем, в якості якого може бути спеціалізована мікросхема КР1568ХЛ2. Схема такого приймача наведено малюнку 6.
Малюнок 6. Приймач на мікросхемі КР1568ХЛ2.
Для системи управління відображенням інформації я вибрав інтегральний приймач ІЧ ДК. Як приймач оптичного випромінювання в мікросхемі TSOP1736 встановлений високочутливий PIN фотодіод, сигнал з якого надходить на вхідний підсилювач, що перетворює вихідний струм фотодіода в напругу. Перетворений сигнал надходить на підсилювач з АРУ і далі смуговий фільтр, який виділяє сигнали з робочою частотою 36 кГц з шумів і перешкод. Виділений сигнал надходить на демодулятор, що складається з детектора та інтегратора. У паузах між імпульсами проводиться калібрування системи АРУ. Керує цим схема управління. Завдяки такій побудові мікросхема не реагує на безперервну перешкоду навіть на робочій частоті. Активний рівень вихідного сигналу – низький. Мікросхема не вимагає для своєї роботи встановлення будь-яких зовнішніх елементів. Усі її компоненти, включаючи фотоприймач, захищені від зовнішніх наведень внутрішнім електричним екраном та залиті спеціальною пластмасою. Ця пластмаса є фільтром, що відсікає оптичні перешкоди у видимому діапазоні світла. Завдяки всім цим заходам мікросхема відрізняється дуже високою чутливістю та низькою ймовірністю появи хибних сигналів. І все-таки інтегральні приймачі дуже чутливі до перешкод з харчування, тому завжди рекомендується застосовувати фільтри, наприклад, RC. Зовнішній виглядінтегрального фотоприймача та розташування висновків показані на рис. 7.
7. Інтегральний приймач RC-5.
Декодування RC-5
Так як основу нашого пристрою складає мікроконтролера PIC18F252, декодування коду RC-5 будемо здійснювати програмно. Пропоновані в мережі алгоритми прийому коду RC5 здебільшого не підходять для пристроїв реального часу, яким є наш пристрій. Більшість запропонованих алгоритмів використовують програмні цикли на формування тимчасових затримок та інтервалів виміру. Для нашої нагоди це не підходить. Вирішено використовувати переривання по спаду сигналу на вході INT мікроконтролера PIC18F252, тимчасові параметри вимірювати за допомогою TMR0 мікроконтролера PIC18F252, цей же таймер виробляє переривання коли закінчився час очікування наступного імпульсу, тобто. коли настала пауза між двома посилками. Демодулированный сигнал з виходу мікросхеми DA1 надходить на вхід INT0 мікроконтролера, в якому відбувається його дешифрація і видача дешифрованої команди на зсувні регістри для управління ключами. Алгоритм дешифрації заснований на вимірі часових інтервалів між переривання мікроконтролера PIC18F252. Якщо уважно подивитися на рисунок 8, можна побачити деякі особливості. Так якщо інтервал між перериваннями мікроконтролера PIC18F252 дорівнював 2Т, де Т це тривалість одиничного імпульсу RC5, то прийнятий біт може бути 0 або 1. Все залежить від того який біт був перед цим. У наведеній нижче програмі з докладними коментарями це добре видно. Цілком весь проект доступний для скачування та використання в особистих цілях. При передруку посилання обов'язкове.
