Изготовление одноканальной ИК системы дистанционного управления своими руками, маcтер-класс с фото. Ик система управления отображением информации Простейшая схема управления на ик

03-01-2009

Якорев Сергей

Введение

В сети Internet много простых устройств на базе контроллеров семейства PIC16F и PIC18F фирмы Microchip. Я предлагаю вашему вниманию достаточно сложное устройство. Эта статья думаю будет полезна всем, кто пишет программы для PIC18F, так как вы можете взяв исходные тексты программы создать свою систему реального времени. Информации будет предостаточно, начиная от теории и стандартов, заканчивая аппаратной и программной реализацией данного проекта. Исходные тексты на асемблере снабжены полными коментариями. Поэтому не сложно будет разобраться в программе.

Идея

Как всегда все начинается с идеи. Имеем карту Ставропольского края. На карте имеется 26 районов края. Размер карты 2 х 3 м. Необходимо управлять подсветкой выбранных районов. Управление должно осуществляться дистанционно по инфракрасному каналу управления, далее по тексту просто ИК или IR remote control. Одновременно команды управления должны передаваться на сервер управления на базе РС. При выборе района на карте, сервер управления отображает дополнительную инфомацию на мониторе. По командам с сервера можно управлять отображением информации на карте. Задача поставлена. В конечном итоге мы получили, то что вы видите на фото. Но прежде чем все это реализовать пришлось пройти некоторые этапы и решить различные технические задачи.

Вид со стороны монтажа.

Алгоритм работы устройства

С пульта дистанционного управления система управления отображением информации должна управляться не сложнее выбора программы на TV или задания номера трека на CD. Было решено пульт взять готовый от видеомагнитофона Philips. Выбор номера район задается последовательным нажатим кнопок пульта "Р+" далее две цифровые кнопки номера района, заканчиваем ввод "Р-". При первом выборе района осуществляется его выделение, (включается подсветка светодиодами) а при повторном выборе снимается выделение.
Протокол управления картой с РС сервера управления.

1. Исходящие команды, т.е. команды поступающие с устройства в РС:

1.1. При включении питания на устройстве в РС поступает команда: MAP999
1.2. При включении района: MAP(номер района)1
1.3. При выключении района: MAP(номер района)0
1.4. При включении всей карты: MAP001
1.5. При выключении всей карты: MAP000

2. Входящие команды:

2.1. Включить всю карту: MAP001
2.2. Выключить всю карту: MAP000
2.3. Включить район: MAP(номер района)1
2.4. Выключить район: MAP(номер района)0
2.5. Получить информацию о включенных районах: MAP999 В ответ на эту команду передаются данные о всех включенных районах в формате п. 1.2 (как будто все включенные районы заново включаются).
2.6. Получить информацию о выключенных районах: MAP995 В ответ на эту команду передаются данные о всех выключенных районах в формате п. 1.3 (как будто все выключенные районы заново выключаются).

При выключении последнего включенного района также должна поступать команда "выключение всей карты".
При включении последнего невключенного района также должна поступать команда "включение всей карты".
Номер района представляет собой ASCII-символы цифр (0x30-0x39).

От идеи к реализации

Предвидя, что довольно сложной проблемой может оказаться изготовление собственного корпуса для пульта ДУ, было решено взять готовый пульт ДУ от серийного аппарата. За основу системы ИК управления выбрана система команд ИК управления формата RC5. В настоящее время для управления различной аппаратурой очень широко используется дистанционное управление (ДУ) на ИК-лучах. Пожалуй, первым видом бытовой аппаратуры, где использовалось ИК ДУ, были телевизоры. Сейчас ДУ имеется в большинстве видов бытовой аудио- и видеотехники. Даже переносные музыкальные центры в последнее время все чаще оборудуют системой ДУ. Но бытовая техника это не единственная сфера применения ДУ. Довольно широко распространены приборы с ДУ и на производстве, и в научных лабораториях. В мире существует достаточно много не совместимых между собой систем ИК ДУ. Наибольшее распространение получила система RC-5. Эта система используется во многих телевизорах, в том числе и отечественных. В настоящее время разными заводами выпускается несколько модификаций пультов ДУ RC-5, причем, некоторые модели имеют вполне приличный дизайн. Это позволяет с наименьшими затратами получить самодельное устройство с ИК ДУ. Опуская подробности, почему была выбрана именно эта система, расмотрим теорию построения система на базе формата RC5.

Теория

Что бы понять как работает система управления необходимо вникнуть, что же представляет собой сигнал на выходе пульта ИК ДУ.

Система инфракрасного дистанционного управления RC-5 была разработана фирмой Philips для нужд управления бытовой аппаратурой. Когда мы нажимаем кнопку пульта, микросхема передатчика активизируется и генерирует последовательность импульсов, которые имеют заполнение частотой 36 КГц. Светодиоды преобразуют эти сигналы в ИК-излучение. Излученный сигнал принимается фотодиодом, который снова преобразует ИК-излучение в электрические импульсы. Эти импульсы усиливаются и демодулируются микросхемой приемника. Затем они подаются на декодер. Декодирование обычно осуществляется программно с помощью микроконтроллера. Об этом мы подробно поговорим в разделе посвященному декодированию. Код RC5 поддерживает 2048 команд. Эти команды составляют 32 группы (системы) по 64 команды в каждой. Каждая система используется для управления определенным устройством, таким как телевизор, видеомагнитофон и т.д.

На заре становления систем ИК управления формирование сигнала происходило аппаратно. Для этого разрабатывались специализированные ИС, а сейчас все чаще пульты ДУ делаются на основе микроконтроллера.

Одной из наиболее распространенных микросхем передатчика является микросхема SAA3010 . Кратко рассмотрим ее характеристики.

• Напряжение питания - 2 .. 7 В
• Потребляемый ток в ждущем режиме - не более 10 мка
• Максимальный выходной ток - ±10 мА
• Максимальная тактовая частота - 450 КГц

Структурная схема микросхемы SAA3010 показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема ИС SAA3010.

Описание выводов микросхемы SAA3010 приведено в таблице:

Вывод	Обозначение	Функция
1	X7	Входные линии матрицы кнопок
2	SSM	Вход выбора режима работы
3-6	Z0-Z3	Входные линии матрицы кнопок
7	MDATA	Модулированные выходные данные, 1/12 частоты резонатора, скважность 25%
8	DATA	Выходные данные
9-13	DR7-DR3	Выходы сканирования
14	VSS	Земля
15-17	DR2-DR0	Выходы сканирования
18	OSC	Вход генератора
19	TP2	Тестовый вход 2
20	TP1	Тестовый вход 1
21-27	X0-X6	Входные линии матрицы кнопок
28	VDD	Напряжение питания

Микросхема передатчика является основой пульта дистанционного управления. На практике один и тот же пульт дистанционного управления может использоваться для управления несколькими устройствами. Микросхема передатчика может адресовать 32 системы в двух различных режимах: комбинированном и в режиме одной системы. В комбинированном режиме сначала выбирается система, а затем команда. Номер выбранной системы (адресный код) хранится в специальном регистре и происходит передача команды, относящейся к этой системе. Таким образом, для передачи любой команды требуется последовательное нажатие двух кнопок. Это не совсем удобно и оправдано только при работе одновременно с большим количеством систем. На практике передатчик чаще используется в режиме одной системы. При этом вместо матрицы кнопок выбора системы монтируется перемычка, которая и определяет номер системы. В этом режиме для передачи любой команды требуется нажатие только одной кнопки. Применив переключатель, можно работать с несколькими системами. И в этом случае для передачи команды требуется нажатие только одной кнопки. Передаваемая команда будет относится к той системе, которая в данное время выбрана с помощью переключателя.

Для включения комбинированного режима на вывод передатчика SSM (Single System Mode) нужно подать низкий уровень. В этом режиме микросхема передатчика работает следующим образом: во время покоя X и Z-линии передатчика находятся в состоянии высокого уровня с помощью внутренних p-канальных подтягивающих транзисторов. Когда нажата кнопка в матрице X-DR или Z-DR, запускается цикл подавления дребезга клавиатуры. Если кнопка замкнута на протяжении 18 тактов, фиксируется сигнал "разрешение генератора". В конце цикла подавления дребезга DR-выходы выключаются и запускаются два цикла сканирования, включающие по очереди каждый выход DR. В первом цикле сканирования обнаруживается Z-адрес, во втором - X-адрес. Когда Z-вход (матрица системы) или X-вход (матрица команды) обнаруживается в состоянии нуля, происходит фиксация адреса. При нажатии кнопки в матрице системы передается последняя команда (т.е. все биты команды равны единице) в выбираемой сиcтеме. Эта команда передается до тех пор, пока кнопка выбора системы не будет отпущена. При нажатии кнопки в матрице команды передается команда вместе с адресом системы, хранимом в регистре-фиксаторе. Если кнопка отпущена до начала передачи, происходит сброс. Если же передача началась, то независимо от состояния кнопки, она будет выполнена полностью. Если одновременно нажато более одной Z или X кнопки, то генератор не запускается.

Для включения режима одной системы на выводе SSM должен быть высокий уровень, а адрес системы должен быть задан соответствующей перемычкой или переключателем. В этом режиме во время покоя X-линии передатчика находятся в состоянии высокого уровня. В то же время Z-линии выключены для предотвращения потребления тока. В первом из двух циклов сканирования определяется адрес системы и сохраняется в регистре-фиксаторе. Во втором цикле определяется номер команды. Эта команда передается вместе с адресом системы, хранимом в регистре-фиксаторе. Если нет перемычки Z-DR, то никакие коды не передаются.

Если кнопка была отпущена между посылками кода, то происходит сброс. Если кнопка была отпущена во время процедуры подавления дребезга или во время сканирования матрицы, но до обнаружения нажатия кнопки, то также происходит сброс. Выходы DR0 - DR7 имеют открытый сток, в состоянии покоя транзисторы открыты.

В коде RC-5 имеется дополнительный управляющий бит, который инвертируется при каждом отпускании кнопки. Этот бит информирует декодер о том, удерживается кнопка или произошло новое нажатие. Бит управления инвертируется только после полностью завершенной посылки. Циклы сканирования производятся перед каждой посылкой, поэтому даже если во время передачи посылки сменить нажатую кнопку на другую, все равно номер системы и команды будут переданы правильно.

Вывод OSC представляет собой вход/выход 1-выводного генератора и предназначен для подключения керамического резонатора на частоту 432 КГц. Последовательно с резонатором рекомендуется включть резистор сопротивлением 6,8 Ком.

Тестовые входы TP1 и TP2 в нормальном режиме работы должны быть соединены с землей. При высоком логическом уровне на TP1 повышается частота сканирования, а при высоком уровне на TP2 - частота работы сдвигового регистра.

В состоянии покоя выходы DATA и MDATA находятся в Z-состоянии. Генерируемая передатчиком на выходе MDATA последовательность импульсов имеет заполнение частотой 36 кГц (1/12 частоты тактового генератора) со скважностью 25%. На выходе DATA генерируется такая же последовательность, но без заполнения. Этот выход используется в том случае, когда микросхема передатчика выполняет функции контроллера встроенной клавиатуры. Сигнал на выходе DATA полностью идентичен сигналу на выходе микросхемы приемника дистанционного управления (но в отличие от приемника он не имеет инверсии). Оба этих сигнала могут обрабатываться одним и тем же декодером. Применение SAA3010 в качестве контроллера встроенной клавиатуры в некоторых случаях очень удобно, так как для опроса матрицы до 64 кнопок у микроконтроллера расходуется только один вход прерывания. Тем более, что микросхема передатчика допускает питание напряжением +5 В.

Передатчик генерирует 14-битное слово данных, формат которого следующий:

Рисунок 2. Формат слова данных кода RC-5.

Стартовые биты предназначены для установки АРУ в IC приемника. Управляющий бит является признаком нового нажатия. Длительность такта составляет 1.778 мс. Пока кнопка остается нажатой, слово данных передается с интервалом 64 такта, т.е. 113.778 мс (рис. 2).

Первые два импульса являются стартовыми, и оба - логические "1". Отметим, что половина бита (пустая) проходит раньше, чем приемник определит реальный старт сообщения.
Расширенный RC5 протокол использует только 1 старт-бит. Бит S2 трансформируется и добавляетсяк 6-му биту команды, образуя в целом 7 битов команды.

Третий бит - управляющий. Этот бит инвертируется всякий раз, когда нажимается клавиша. Таким путем приемник может различать клавишу, которая остается нажатой, или периодически нажимается.
Следующие 5 бит представляют адресс ИК устройства, который посылается с первым LSB. За адресом следуют 6 бит команды.
Сообщение содержит 14 бит, вместе с паузой имеют общую длительность 25.2 мс. Иногда сообщение может оказаться короче из-за того, что первая половина старт-бита S1 остается незаполненной. И если последний бит команды является логическим "0", тогда последняя часть бита сообщения также пустая.
Если клавиша остается нажатой, сообщение будет повторяться каждые 114 мс. Управляющий бит будет оставаться одинаковым во всех сообщениях. Это сигнал для программы приемника интерпретировать это как функцию автоповтора.

Для обеспечения хорошей помехоустойчивости применяется двухфазное кодирование (рис. 3).

Рисунок 3. Кодирование «0» и «1» в коде RC-5.

При использовании кода RC-5 может понадобиться вычислить средний потребляемый ток. Сделать это достаточно просто, если воспользоваться рис. 4, где показана подробная структура посылки.

Рисунок 4. Подробная структура посылки RC-5.

Для обеспечения одинакового реагирования оборудования на команды RC-5, коды распределены вполне определенным образом. Такая стандартизация позволяет конструировать передатчики, позволяющие управлять различными устройствами. С одними и теми же кодами команд для одинаковых функций в разных устройствах передатчик с относительно небольшим числом кнопок может управлять одновременно, например, аудиокомплексом, телевизором и видеомагнитофоном.

Номера систем для некоторых видов бытовой аппаратуры приведены ниже:

0 - Телевизор (TV)
2 - Телетекст
3 - Видеоданные
4 - Видеопроигрыватель (VLP)
5 - Кассетный видеомагнитофон (VCR)
8 - Видео тюнер (Sat.TV)
9 - Видеокамера
16 - Аудио предусилитель
17 - Тюнер
18 - Магнитофон
20 - Компакт-проигрыватель (CD)
21 - Проигрыватель (LP)
29 - Освещение

Остальные номера систем зарезервированы для будущей стандартизации или для экспериментального использования. Стандартизировано также соответствие некоторых кодов команд и функций.
Коды команд для некоторых функций приведены ниже:

0-9 - Цифровые величины 0-9
12 - Дежурный режим
15 - Дисплей
13 - mute
16 - громкость +
17 - громкость -
30 - поиск вперед
31 - поиск назад
45 - выброс
48 - пауза
50 - перемотка назад
51 - перемотка вперед
53 - воспроизведение
54 - стоп
55 - запись

Для того, чтобы на основе микросхемы передатчика построить законченный пульт ИК ДУ, необходим еще драйвер светодиода, который способен обеспечивать большой импульсный ток. Современные светодиоды работают в пультах ДУ при импульсных токах около 1 А. Драйвер светодиода очень удобно строить на низкопороговом (logic level) МОП-транзисторе, например, КП505А. Пример принципиальной схемы пульта приведен на рис. 5.

Рисунок 5. Принципиальная схема пульта RC-5.

Номер системы задается перемычкой между выводами Zi и DRj. Номер системы при этом будет следующим:

Код команды, который будет передаваться при нажатии кнопки, которая замыкает линию Xi с линией DRj, вычисляется следующим образом:

Приемник ИК ДУ должен восстанавливать данные с двухфазным кодированием, он должен реагировать на большие быстрые изменения уровня сигнала независимо от помех. Ширина импульсов на выходе приемника должна отличаться от номинальной не более чем на 10%. Приемник должен быть нечувствительным к постоянным внешним засветкам. Удовлетворить всем этим требованиям достаточно непросто. Старые реализации приемника ИК ДУ, даже с применением специализированных микросхем, содержали десятки компонентов. Такие приемники часто использовали резонансные контуры, настроенные на частоту 36 КГц. Все это делало конструкцию сложной в изготовлении и настройке, требовало применения хорошего экранирования. В последнее время большое распространение получили трехвыводные интегральные приемники ИК ДУ. В одном корпусе они объединяют фотодиод, предусилитель и формирователь. На выходе формируется обычный ТТЛ сигнал без заполнения 36 КГц, пригодный для дальнейшей обработки микроконтроллером. Такие приемники производятся многими фирмами, это SFH-506 фирмы Siemens, TFMS5360 фирмы Temic, ILM5360 производства ПО «Интеграл» и другие. В настоящее время имеются и более миниатюрные варианты таких микросхем. Поскольку кроме RC-5 существуют и другие стандарты, которые отличаются, в частности, частотой заполнения, существуют интегральные приемники для разных частот. Для работы с кодом RC-5 следует выбирать модели, рассчитанные на частоту заполнения 36 КГц.

В качестве приемника ИК ДУ можно применить и фотодиод с усилителем-формирователем, в качестве которого может служить специализированная микросхема КР1568ХЛ2. Схема такого приемника приведена на рисунке 6.

Рисунок 6. Приемник на микросхеме КР1568ХЛ2.

Для системы управления отображением информации я выбрал интегральный приемник ИК ДУ. В качестве приемника оптического излучения в микросхеме TSOP1736 установлен высокочувствительный PIN фотодиод, сигнал с которого поступает на входной усилитель, преобразующий выходной ток фотодиода в напряжение. Преобразованный сигнал поступает на усилитель с АРУ и далее на полосовой фильтр, который выделяет сигналы с рабочей частотой 36 кГц из шумов и помех. Выделенный сигнал поступает на демодулятор, который состоит из детектора и интегратора. В паузах между импульсами производится калибровка системы АРУ. Управляет этим схема управления. Благодаря такому построению, микросхема не реагирует на непрерывную помеху даже на рабочей частоте. Активный уровень выходного сигнала - низкий. Микросхема не требует для своей работы установки каких-либо внешних элементов. Все ее компоненты, включая фотоприемник, защищены от внешних наводок внутренним электрическим экраном и залиты специальной пластмассой. Эта пластмасса является фильтром, отсекающим оптические помехи в видимом диапазоне света. Благодаря всем этим мерам микросхема отличается весьма высокой чувствительностью и низкой вероятностью появления ложных сигналов. И всеже интегральные приемники весьма чувствительны к помехам по питанию, поэтому всегда рекомендуется применять фильтры, например, RC. Внешний вид интегрального фотоприемника и расположение выводов показаны на рис. 7.

Рисунок 7. Интегральный приемник RC-5.

Декодирование RC-5

Так как основу нашего устройства составляет микроконтроллера PIC18F252 декодирование кода RC-5 будем осуществлять программно. Предлагаемые в сети алгоритмы приема кода RC5 в большинстве своем не подходят для устройств реального времени, каким авляется наше устройство. Большинство предложенных алгоритмов используют программные циклы для формирования временных задержек и интервалов измерения. Для нашего случая это не подходит. Решено использовать прерывания по спаду сигнала на входе INT микроконтроллера PIC18F252, временные параметры измерять при помощи TMR0 микроконтроллера PIC18F252, этот же таймер вырабатывает прерывание когда истекло время ожидания следующего импульса, т.е. когда наступила пауза между двумя посылками. Демодулированный сигнал с выхода микросхемы DA1, поступает на вход INT0 микроконтроллера, в котором происходит его дешифрация и выдача дешифрированной команды на сдвиговые регистры для управления ключами. Алгоритм дешифрации основан на измерении временных интервалов между прерываниями микроконтроллера PIC18F252. Если внимательно посмотреть на рисунок 8, можно заметить некоторые особенности. Так если интервал между прерываниями микроконтроллера PIC18F252 был равен 2Т, где Т это длительность единичного импулься RC5, то принятый бит может быть 0 или 1. Все зависит от того какой бит был перед этим. В приведенной ниже программе с подробными коментариями это очень хорошо видно. Полностью весь проект доступен для скачивания и использования в личных целях. При перепечатывании ссылка обязательна.

Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике "ИК лучи" на сайте по радиоэлектронике и радиохобби сайт .

Что такое "ИК лучи" и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина "ИК лучи".

Принципиальная схема. Как и предыдущий вариант, этот передатчик обеспечивает небольшую дальность действия (до 10 м). Кроме того, свето-диоды, используемые в качестве излучателей, обладают направленностью, что позволяет управлять моделью лишь в пределах зоны облучения... Модулированные командным сигналом импульсы ИК-излучения поступают на фотодиод VD1. Изменяющийся ток фотодиода через эмитгерный повторитель VT2 подается на вход трехкаскадного усилителя VT3—VT5. На транзисторе VT1 собран узел компенсации помех от... В этом тире стреляют импульсами инфракрасного излучения. В пистолете находится источник питания и преобразователь постоянного напряжения в прямоугольные импульсы, длительность и амплитуда которых определяется емкостью конденсаторов С2—С5. Пакет импульсов поступает на излучатель инфракрасного... Беспроводные наушники позволяют осуществлять прием звукового сопровождения телевизора, сигнала радиоприемника, магнитофона в пределах одного помещения средней величины. Устройство работает на основе передачи частотно-модулированного светового сигнала инфракрасного диапазона. В состав комплекта... Благодаря использованию специализированных кодирующихся интегральных схем это устройство можно использовать для управления центральным замком в автомобиле, включения сигнализации в автомобиле, гаражными дверями, воротами, освещением и т. д. Комплект состоит из двух частей: передатчика и... Схема инфракрасного приемника спроектирована таким образом, чтобы он мог работать с любым пультом дистанционного управления: от приемника ТВ, спутникового тюнера, видеомагнитофона. Устройство работает с большинством кнопок пультов. Приемник действует следующим образом: сигнал с приемного диода... Оптоэлектронный барьер служит для охраны объектов. Благодаря ему можно включить сигнализацию при приближении к объекту постороннего лица. В барьере использовано инфракрасное излучение, луч которого передается из передатчика в приемник. Прерывание луча вызывает изменение выходного состояния... Стандартные системы дистанционного управления применяемые в видеотехнике выполнены на специализированных микросхемах и обеспечивают очень большой набор команд. Но, для управления простыми приборами такого большого числа команд не требуется. В принципе, даже для оперативного управления телевизором... Микросхема TRC1300N представляет собой кодер / декодер для систем дистанционного управления, работающих черезканал связи на инфракрасных лучах или через радиоканал. В зависимости от логического уровня на выводе 2 микросхемы она работает либо как кодер, формирующий импульсные посылки, либо как... В качестве среды передачи информации может использоваться свет. Это может быть обычный (видимый) свет или инфракрасное излучение - инфракрасные лучи. Рассмотерны схемы простых оптических передатчиков для светотелефонов (фототелефонов) с использованием простых ламп накаливания, а также... Отечественные полупроводниковые телевизоры линейки УСЦТ уже окончательно вышли из эксплуатации, многиевыброшены, разобраны на детали. Но у кого-то остались и вполне рабочие экземпляры, эксплуатируемые исключительно на даче. Действительно, наши дачи обычно охраняются очень плохо (если вообще... Устройство предназначено для сигнализации о проходе человека впомещение через входную дверь или проход. Схема работает на принципе пересечения инфракрасного луча. При его пересечении включается музыкальный сигнализатор, предупреждающий персонал о том, что пришел посетитель или клиент... Схема простого самодельного фото датчика для контроля за предметами на конвейере. Это устройство предназначено для включения нагрузки, когда ящик иликоробка поступает в определенную зону конвейера или транспортерной ленты, и выключения нагрузки, когда ящик выходит из этой зоны. Устройство очень... Самодельный датчик пересечения или отражения ИК луча на микросхеме К561ЛП2. Во многих радиолюбительских схемах автоматики используются инфракрасные датчики на отражение или пересечение луча, построенные на основе элементной базы системдистанционного управления бытовой радиоэлектронной... Схема простой самодельной приставки, подключаемой к COM-порту для управления компьютером при помощи пульта дистанционного управления. Современный персональный компьютер, при наличиинеобходимой периферии и программного обеспечения в состоянии заменить домашний аудио-видео центр. Необходимо иметь... Схема простого самодельного сигнализатора пересечения границы или входа в помещение с использованием инфракрасных лучей. В некоторых случаях требуется сигнализировать о проходе человека в помещение, проезде автомобиля на территорию, перемещении или попадании какого-либо предмета в ящик, бокс... Ниже приводится описание несложной системы двухкомандного дистанционногоуправления на ИК-лучах, которую можно использовать для управления различными устройствами, а так же, охранной сигнализацией, электронным замком с дистанционным управлением. Основой схемы послужили три микросхемы LM567 и один... Система предназначена для независимого управления четырьмя объектами. На пульте есть четыре кнопки, а на приемнике есть четыре выхода. Каждая кнопка пульта отвечает за свой выход приемника, каждое нажатие кнопки меняет состояние соответствующего выхода приемника. На выходах приемника установлены... Все знают для чего существует микрокалькулятор,но оказывается кроме математических вычислений он способен и на многое другое. Обратите внимание, если нажать кнопку «1», затем «+» и далее нажимать «=», то с каждым нажатием на кнопку «=» число на дисплее будет... Устройство предназначено для включения или переключения чего-либо при поднесении к датчику руки или другой отражающей поверхности. Чувствительность можно регулировать в широких пределах, при этом дальность срабатывания изменяется от нескольких метров до нескольких сантиметров. Идея, в общем-то...

Рассмотренные схемы предназначены для дистанционного управления нагрузками по телефонной проводной линии, по каналам мобильной и радиосвязи, а также управления различными устройствами с помощью инфракрасного канала.

Устройство инфракрасного управления состоит из двух блоков - передатчика и приемника в возможной дальностью действия до семи метров. Схема дистанционного управления построена с использованием микроконтроллера PIC12F629, прошивку которого вы можете скачать по зеленой стрелочке чуть выше.

Основа схемы ИК передатчика микроконтроллер PIC12F629 для его правильной работы по протоколу RC5 нужна стабильная несущая частота 36 кГц, поэтому в конструкции используется внешний генератор на радиокомпонентах Q1,C1,C2.

Модулированный ИК сигнал от передатчика поступается на приемный модуль TSOP4836 и обрабатывается PIC12F629 в соответствии с прошивкой. В зависимости, от нажатой кнопки в схеме передатчика, осуществляется срабатывание нужного канала в приемнике. Реле осуществляют коммутацию нагрузки на каждом из каналов. Для прошивки микроконтроллеров используйте .

К почти любому радиозвонку достаточно легко изготовить приставку для управления любой бытовой техникой. Доработка позволяет дистанционно включать и выключать бытовой прибор, в цепь питания которого введены контакты реле

На этой странице я собрал простые и доступные для повторения схемы дистанционного управления нагрузкой на микроконтроллерах, например освещением или любыми бытовыми приборами. Прошивки и прочие дополнительные файлы к проектам вы можете найти тут-же.

Рассмотренные схемы осуществляют дистанционное управление нагрузкой. В обоих конструкциях присутствует функция программирования, дающая возможность нажатием на запрограммированную кнопку включать или выключать различную нагрузку на растоянии

Принципиальная схема передатчика показана на рисунке 1. SW1 - это модуль из восьми DIP-переклю-чателей. Он устанавливается на плату и позволяет задать индивидуальный код -восьмиразрядное двоичное число. На приемнике должен быть задан точно такой же код, иначе он не будет реагировать на команды этого передатчика. Вместо блока DIP-переключателей можно распаять обычные проволочные перемычки, но, опять же х распайка должна совпадать с распайкой перемычек на приемном блоке

Схема питается от 5 В источника питания. Цифровая микросборка CD4017 это типовой счетчик делитель на 10. Полученный сигнал с датчика следует на микросхему, в соответствии от сигнала на выходах Q0-Q9 задается высокое состояние, в нашем схемотехническом примере к выходу Q1 подсоединено реле через биполярный транзистор T2. В высоковольтную цепь которой можно подключить почти любую нагрузку - от обычного утюга или микроволновки и заканчивая холодильником или кондиционером

Загоревшийся световой индикатор Status LED говорит о том что сигнал принят и реле сработало. В качестве пульта может применить даже любой ПДУ от от телевизора. Внешний вид собранного устройства на макетной плате:

В этой статье поговорим о том, как собрать ИК управление нагрузкой своими руками. Схема управления может управлять различными подключенными к ней нагрузками: светом, вентилятором, бытовой техникой. ИК управление осуществляется с помощью любого ПДУ, в.т.ч и телевизионного.

В первой рассмотренной схеме управление вентилятором или кулером осуществляется по сигналу термистора в течении заданного временного интервала. Радиолюбительская конструкция очень проста, т.к собрана всего на трех биполярных транзисторах. Такие системы управления можно применить в самых разных областях, где требуется охлаждение с помощью вентилятора, допустим, охлаждения системной платы компьютера, в мощных звуковых усилителях и источниках питания и подобным устройствах, которые могут перегреваться в процессе своей работы.

Стандартные системы дистанционного управления применяемые в видеотехнике выполнены на специализированных микросхемах и обеспечивают очень большой набор команд. Но, для управления простыми приборами такого большого числа команд не требуется. В принципе, даже для оперативного управления телевизором достаточно четырех команд - перебор программ в обе стороны и регулировка громкости.

В данной статье рассматривается попытка автора построить четырехкомандную систему ДУ на логических микросхемах "К561" общего применения, и, при том, сделать схему не сложнее, чем на микроконтроллерах или специализированных микросхемах. На сколько эта попытка удачна -судить читателям.

Система кодирования выбрана наиболее простая - числоимпульсная. То есть, - каждой команде присваивается определенное число логических импульсов.

Схема передатчика

Схема передатчика показана на рисунке 1. Генератор заданного числа импульсов собран на микросхеме D1. На элементах D1.2 и D1.3 выполнен мультивибратор, генерирующий импульсы частотой около 10-12 кГц. Управление числом импульсов, выработанных этим мультивибратором происходит путем ограничения времени его работы при нажатии на кнопку подачи команды.

Сделано это предельно просто - при помощи RC-цепи на R1 и переключаемых конденсаторах С2-С5.

Кто-то может сказать, что таким образом задать точное число импульсов не возможно, - и будет прав. Но дело в том, что схема приемника сделана так, что точного задания числа импульсов и не требуется. Для первой команды нужно выработать число импульсов от 2048 до 2303, для второй - от 1024 до 1279, для третьей - от 512 до 767, и для четвертой - от 256 до 511 импульсов.

Таким образом, число вырабатываемых импульсов может "гулять" в очень широких пределах. Это делает отклонение величин таких элементов как конденсаторы и резисторы, а также дребезг контактов, присущий кнопкам управления, не очень ощутимым и практически не влияющим, при правильной наладке, на точность выполнения команд.

Рис. 1. Принципиальная схема передатчика ИК-сигнала.

Команды выбираются при помощи переключающих кнопок S1-S4. Кнопки должны быть переключающими для того, чтобы после подачи команды и отпускания кнопки происходил разряд конденсатора. Если этого не делать, то, при манипулировании кнопками, будут возникать ошибки от остаточного заряда конденсаторов.

Перед тем как конденсатор включается в состав RC-цепи от обязательно должен быть предварительно разряжен, только в этом случае получаемый временной интервал будет относительно стабильным.

Выходные импульсы поступают на токовый ключ на транзисторах VT1-VT2, на выходе которого включен инфракрасный светодиод HL1.

Питается передатчик от малогабаритной девятивольтовой гальванической батареи (типа - "Крона”).

Схема приемника

Принципиальная схема приемника показана на рис. 2. Транзисторная часть схемы -это усилитель-формирователь импульсов фотоприемника, собранный точно по схеме аналогичного узла отечественных телевизоров серии 3-УСЦТ, 2-УСЦТ.

При желании, можно его сделать по другой известной схеме, например, на микросхеме. Но схема испытывалась именно с таким транзисторным усилителем.

Рис. 2. Принципиальная схема приемника команд на ИК-лучах.

Излучение светодиода воспринимается фотодиодом VD1, преобразуется им в ток, который усиливается и преобразуется в логические импульсы схемой на VT3-VT7.

Схема дешифратора выполнена на двух микросхемах - D2 (К561ИЕ16) и D3 (К561ИР9). Импульсы с коллектора VT7 подаются на счетный вход D2 через цепочку R22-С13, устраняющую помехи. Пока нет команды на коллекторе VT7 имеется напряжение уровня логической единицы.

Диод VD3 закрыт и конденсатор С14 заряжен через R21 до уровня логической единицы, -на вход R D2 подана единица. Счетчик в нулевом положении.

При поступлении первого же импульса по его фронту транзистор VT7 открывается и это приводит к открыванию диода VD3, который разряжает конденсатор С14 и напряжение на R D2 падает до логического нуля. Теперь счетчик будет считать поступающие на его вход С импульсы, поскольку в промежутках между ними (когда на коллекторе VT7 единичный уровень) С14 не успевает зарядиться через R21 до единицы.

После того, как закончится командная посылка импульсы, естественно, на коллекторе VT7 прекращаются. Счетчик D2 останавливается в некотором состоянии. Конденсатор С14 заряжается через R21. В процессе этой зарядки, уровень логической единицы сначала поступает на вход С регистра D3, это переносит данные с параллельных входов регистра в его память.

Такой же код появляется и на его выходах. Затем, конденсатор С14 продолжает заряжаться и в определенный момент напряжение на входе R D2 достигает уровня логической единицы, что приводит к обнулению счетчика. Но код хранится в регистре 03, поэтому на его выходе остается уровень последней полученной команды.

При посылке следующей команды, все выше изложенные процессы повторяются и в регистр переписывается новый код.

Кодов всего четыре - 0001, 0010, 0100 и 1000. Уровни с выхода D3 можно подать на входы МОП-логики управляемой схемы. Или через транзисторные ключи на реле или другие коммутаторы. Все зависит от объекта управления.

Тот факт, что после посылки команды её код остается на выходе устройства до тех пор, пока не будет послана следующая команда может быть как преимуществом, так и минусом. Если нужно чтобы можно было переводить все выходы в нулевое положение, можно дополнить схему передатчика пятой кнопкой.

Эту кнопку нужно включить так же, как имеющиеся четыре, но емкость конденсатора выбрать около 1000 пФ. Будет подаваться команда, при которой передатчик будет формировать небольшое число импульсов, значительно меньше 256-ти.

Ни на одном из используемых выходов счетчика 02 не возникнет единицы при нажатии на пятую кнопку, но цикл приема команды будет завершен и в регистр запишутся только нули. Таким образом получится команда - "сброс всех выходов".

Детали и печатная плата

Рис. 3. Печатные платы ИК-передатчика и ИК-приемника.

Все транзисторы КТ3102 (и КТ3107) используются с буквой "Е", но это не значит, что нельзя применять и другие. Транзистор КТ972 может быть так же с другим буквенным индексом. ИК-светодиод может быть любым от систем дистанционного управления.

Микросхемы - серии К561, К1561, К176 и другие аналоги. Конденсаторы С2 - С5 желательно с минимальным температурным коэффициентом. Кнопки -импортные неизвестной марки, Кнопки могут быть любыми переключающими, но под них нужно менять разводку платы (что не сложно).

Передатчик и приемник собраны на двух малогабаритных печатный платах с односторонней фольгировкой. Разводка дорожек на схемах показана схематично, - размечено только их положение, но не обозначена их толщина и размеры монтажных площадок. На зачищенной заготовке платы, на фольге, дорожки нарисованы перманентным маркером, от руки, но придерживаясь схемы платы.

Травление - в растворе хлорного железа. После травления "маркер" смыт спиртом (или одеколоном).

Налаживание

Прежде всего нужно проверить канал связи. Нужно нажать кнопку любой команды и при этом, если есть оптическая связь между VD1 и HL1, на коллекторе VT7 должны быть импульсы. Если нет осциллографа наличие импульсов можно проверить при помощи пьезоэлектрической "пищалки” типа ЗП-1,ЗП-22 (или импортной от электронных часов), подключив её параллельно R20.

После того, как будет установлено, что канал связи работает, нужно периодически нажимая кнопку S4 подобрать сопротивление R2 таким, при котором будет уверенно включаться первая команда. Для удобства R2 можно временно заменить переменным.

Установите его в такое положение, при котором только начинает неуверенно срабатывать третья команда, а затем, - при котором только начинает неуверенно срабатывать первая команда. Заметьте эти положения переменно резистора, а затем поверните его с среднее между "заметками” положение. После проверьте функционирование других команд.

Немного подстройте переменный резистор (установленный вместо R2) так, чтобы уверенно исполнялись все команды. Если какая-то из команд "не хочет жить в мире" с другими, -подберите емкость её конденсатора.

После того как сопротивление R2 будет окончательно подобрано, - выпаяйте переменный резистор, измерьте его сопротивление и установите постоянный резистор такого сопротивления (или почти такого).

Проверьте еще раз работу устройства. При неправильном выборе сопротивления R2 или емкостей С2-С5 может быть одновременное включение нескольких команд. В этом случае, нужно точнее подобрать R2 или точнее подобрать емкость соответствующего конденсатора.

Плату приемника нужно экранировать или хотя бы, только ту её часть, на которое расположена схема усилителя-формирователя фотоприемника. Можно использовать и готовый фотоприемник от УСЦТ, подключив его выход к точке соединения VD3 и R22.

Система дистанционного управления на ИК-лучах

В данной статье описывается простая 15-ти командная система дистанционного управления, работающая посредством инфракрасных лучей, и при построении необходимых выходных каскадов, способная управлять практически любым электронным устройством, обеспечивая дальность до 8-10 метров.

В основе системы ДУ лежит цифровая система частотного кодирования. Сущность принципа состоит в том, что на пульте управления устанавливается простой генератор прямоугольных импульсов, частоту которого можно менять выбирая кнопками сопротивления в RC-частото-задающей цепи. Каждой команде присваивается определенная частота импульсов. Эти импульсы поступают на электронный ключ, на выходе которого включен светодиод инфракрасного излучения. Таким образом, при нажатии на конкретную кнопку частота вспышек ИК-излучения, генерируемого светодиодом будет кодом именно этой команды.

Приемный узел состоит из интегрального фотоприемника (от импортного цветного телевизора), который принимает это излучение и преобразует его вспышки в прямоугольные импульсы, частота которых точно такая же как частота на выходе мультивибратора, установленного в пульте ДУ.

Далее, импульсы поступают на цифровой дешифратор, который представляет собой упрощенный цифровой частотомер. Счетчик частотомера построен таким образом, что на его выходах будет устанавливаться код номера переданной команды, как результат измерения частоты импульсов, передаваемых при передаче этой команды.

Принципиальная схема пульта показана на рисунке 1. На микросхеме D1 выполнен мультивибратор, вырабатывающий импульсы заданной частоты. Частота задается кнопками S1-S15, которыми переключают подстроечные резисторы R2-R16, входящие в состав частото-задающей цепи мультивибратора.

Рисунок 1. Принципиальная схема передатчика.

С выхода мультивибратора импульсы заданной частоты поступают на вход транзисторного ключа на VT1 и VT2, на выходе которого включен ИК-светодиод АЛ 147А. Питается пульт от гальванической батареи напряжение 9V (типа "Кроны").

Резистор R1 служит для установки мультивибратора в состояние логического нуля на выходе, когда ни одна из кнопок управления не нажата. Это приводит к закрыванию ключа на VT1 и VT2 и снижению энергопотребления в паузах между подачами команд, практически, до нуля. Поэтому нет нужды в выключателе питания пульта.

Принципиальная схема приемного устройства показана на рисунке 2. Инфракрасные сигналы, посылаемые пультом, воспринимаются интегральным фотоприемником А1 и преобразуются им в импульсы логического уровня. Эти импульсы поступают на вход элемента D1.3, выполняющего функции ключевого устройства. D2 - измерительный счетчик, при помощи которого происходит подсчет входных импульсов за интервал времени. На счетчике D3 выполнено устройство управления. В исходном состоянии оба счетчика обнулены, поэтому на выходе D3 логический нуль. Он поступает на выв. 13 D1.3 и открывает его. Через элемент проходят импульсы, поступающие от фотоприемника А1, на счетный вход счетчика D2. Одновременно, импульсы образцовой частоты с выхода мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2 поступают на С-вход D3. Вместе они выполняют роль таймера. Как только D3 досчитает до 32-х на его выходе появляется логическая единица, что завершает подсчет импульсов. D1.3 закрывается, и в тоже время, происходит запись кода на выходах счетчика D2 в регистр D4. Далее, с поступлением очередного положительного перепада на выходе D1.1, происходит обнуление обоих счетчиков и весь процесс начинается снова.