Многоканальное дистанционное управление по ИК каналу

Многокомандное дистанционное управление на ИК-лучах

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.

Читайте также:
Принципиальная схема симисторного регулятора

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.

Дистанционное управление на ИК-лучах (HT12E, HT12D, NE555)

Схема дистанционного управления на микросхемах HT12E и HT12D фирмы Holtek, которые представляют собой кодер и декодер. Эти микросхемы служат для передачи команд на некоторое расстояние, по ИК-каналу или радиоканалу (в зависимости от типа приемника и передатчика).

Установкой перемычек между выводами 1 – 8 и общим минусом можно каждой паре «приемникпередатчик» присвоить собственный 8-битный идентификационный код.

Декодер приемника будет реагировать только на команды кодера передатчика с таким же 8-битным кодом. Это позволяет использовать данные микросхемы в качестве радио- или ИК-ключей для охранных систем, электронных замков с дистанционным управлением, а так же, сделать возможным практически независимую работу нескольких таких устройств в одном помещении (или в пределах радиуса действия радиоканала).

Принципиальная схема

На рисунке 1 приведена схема передатчика. Данные передаются по инфракрасному оптическому каналу, использующему ИК-свето-диод и интегральный фотоприемник как в системах дистанционного управления современных телевизоров.

Рис. 1. Принципиальная схема пульта дистанционного управления на микросхеме HT12E и NE555.

Передатчик формирует только одну команду, для подачи которой на него подают питание с помощью кнопки S1. Передача кода происходит все время, пока кнопку S1 держат нажатой.

Идентификационный код задают установкой перемычек между выводами 1 – 8 микросхемы D1 и общим минусом питания. Перемычки могут быть установлены не обязательно так, как это показано на схеме, – их может быть другое количество и в другом порядке. Но, важно чтобы перемычки в приемнике и передатчике были установлены одинаково.

Читайте также:
Регулятор температуры для низковольтного паяльника

Так как в приемнике используется интегральный фотоприемник, рассчитанный на прием модулированных ИК-вспышек, частотой около 35-38 кГц, в передатчике имеется схема модулятора, выполненная на интегральном таймере NE555 (D2).

На D2 сделан генератор импульсов частотой 35-38 кГц, который включается и выключается импульсами данных, поступающими с выхода D1 (выв. 17) на его вход обнуления (выв.4).

Рис. 2. Принципиальная схема приемника инфракрасного управления на микросхеме HT12D и датчике TSOP1735.

Питается передатчик от четырех включенных последовательно дисковых элементов типа AG13 (по 1,5V каждый).

Схема приемника показана на рисунке 2. Интегральный фотоприемник F1 на своем выходе дает отрицательные импульсы, но для нормальной работы HT12D необходимо чтобы эти импульсы были положительными, поэтому они проходят через инвертор на транзисторе VТ1. Использование транзистора P-N-P структуры из соображений снижения тока потребления.

Если здесь использовать N-P-N ключ, его эмиттер нужно будет соединить с общим минусом, а сам транзистор в отсутствие входного сигнала будет открытым, создавая дополнительный ток через коллектор. P-N-P транзистор включен эмиттером к плюсу питания, поэтому в отсутствие входного сигнала он закрыт.

Идентификационный код, так же как и в схеме передатчика, задается перемычками между выводами 1-8 микросхемы D1 и общим минусом. Перемычки должны быть установлены так же, как в передатчике.

При приеме команды на выходе D1 (вывод 17, рис. 2) появляется импульс, которым зажигается светодиод HL1. Данный светодиод служит индикатором приема команды.

Так как система, практически, однокомандная, то для организации управления двумя нагрузками здесь используется дополнительный двоичный счетчик D2. Его задача подсчитывать число посланных команд и соответственно выбирать варианты состояний нагрузки. Так, после включения питания этот счетчик цепью C3-R5 принудительно устанавливается в нулевое положение.

При этом, обе нагрузки, которые включаются с при помощи реле Р1 и Р2, оказываются выключенными. Однократное нажатие и отпускание кнопки S1 (рис. 1) приводит к формированию одного импульса на выходе D1 (рис.2).

Это переводит счетчик в состояние «01». Возникает единица на выводе 1 D2 и включается реле Р1. Второе нажатие кнопки приводит к установке на выходе счетчика «10», – реле Р1 выключается, но включается Р2. Третье нажатие кнопки – код на выходе D2 «11» и оба реле включены.

А после четвертого нажатия оба реле выключены. То есть, включение реле происходит по двоичному коду. Это позволяет используя однокомандную систему управления, управлять двумя нагрузками.

Детали

В схеме приемника (рис. 1) можно использовать любой интегральный фотоприемник, рассчитанный на прием модулированных импульсов. На рисунке 3 приводится цоколевка нескольких подходящих для данной схемы фотоприемников. Нумерация выводов обозначена соответственно их подключению по рис. 2.

Рис. 3. Расположение выводов у ИК-приемников TSOP1735, SFH506, TFMS5360, SFH505, PIC12043S, IS1U6D, TSOP1836, NJL61H380, TSOP4836, SFH5110.

Инфракрасный светодиод может быть любым для систем дистанционного управления. Кнопка S1 – замыкающая, без фиксации. В несколько раз увеличить дальность действия (сейчас она составляет всего 5 метров «прямой наводкой») можно уменьшив сопротивление R5 (рис.1) до 1-3 Ом и применив на месте VТ1 транзистор Дарлингтона или полевой ключевой транзистор (в общем, собрав схему выхода по схеме любого пульта ДУ от телевизора).

Но, в этом случае, возрастет ток потребления при передаче, что, возможно, потребует использования более мощного источника питания.

Электромагнитные реле КУЦ-1 можно заменить другими, в этом случае тип транзистора, в коллекторе которого включено реле, должен соответствовать току обмотки, а напряжение питания реле – номинальному напряжению срабатывания (в данном случае, напряжение срабатывания 12V, ток – 30mA). КУЦ-1 может коммутировать нагрузку мощностью до 200W (при напряжении АС 220V).

На месте К561ИЕ10 можно использовать любой двоичный счетчик КМОП с числом выходов не менее двух, либо схему двухразрядного счетчика на двух D-триггерах (например, К561ТМ2).

Напряжение питания логической части приемника (рис. 2) 5V, ограничено паспортным значением для фотоприемника (микросхемы допускают от 3 до 12V).

Для более точного согласования приемника с передатчиком может потребоваться более точный подбор R1 (рис.1) или R3 (рис. 2).

Дистанционное управление по ИК

Всем добрый день!

В рамках моего проекта:
Создаем робота в домашних условиях
был сделан модуль управления роботом по ИК каналу. Вот о нём я бы и хотел написать поподробнее. Так как применений этому можно найти очень много.

Собственно, что такое ИК-управление — объяснять, думаю, не нужно. Сейчас более распространено управление по Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee. Но если вам требуется простое устройство, которое можно собрать «на коленке» при минимальных затратах, то эта статья для вас. =)

Читайте также:
Схема сетевого фильтра

Я не буду привязывать эту статью к определённому микроконтроллеру, а опишу общие принципы работы ИК прёмо-передатчика с AVR МК.

1. Что потребуется

При создании простого ИК-управления, негласным стандартом является использование приёмника от компании Vishay TSOPxxxx и диода TSALxxxx в качестве передатчика.

В обозначении приёмников TSOP последние две цифры означают частоту (в кГц) на которой воспринимается передаваемый сигнал. Сложностей в работе с этими компонентами особых нет. Можно писать свой протокол передачи, можно воспользоваться уже готовыми решениями. В моём случае я решил связать два микроконтроллера ИК-каналом, используя USART. Принцип такой же, как если бы мы соеденили два МК обычными проводами. Нюанс только в модулировании несущей частоты и в настройке таймера.

2. Схемки

Чтобы не городить огородов, воспользуемся схемой включения TSOP из его даташита:

Выход TSOPа нужно подключить напрямую к входу (RX) USART МК.

С подключением передатчика ситуация немного другая. Так как приёмник работает только на определённой частоте, то нужно задать эту же частоту на излучателе. Это сделать не сложно запрограммировав таймер. Для ATmega16 это будет выглядить вот так:
TCCR1A=0x40;
TCCR1B=0x09;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x84;

Нужную частоту можно выразить из формулы:

OCRn — будет искомое значение, которое нужно перевести в шестнадцатеричный формат и записать в регистр OCR1A (для случая с МК ATmega16).

Теперь TSOP будет принимать наш сигнал. Но чтобы можно было использовать USART, нужно промодулировать наш сигнал. Чтобы это можно было делать — подключим ИК-диод по схеме:

3. Немного кода

Прошивки я писал в CodeVision AVR.

Вот так будет выглядеть код для передатчика:
#include
#include

void main(void)
<
PORTB=0x00;
DDRB=0x02;

TCCR1A=0x40;
TCCR1B=0x09;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x84; // Сюда вписываем значение для вашей частоты

// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
// USART Mode: Asynchronous
// USART Baud Rate: 2400
UCSRA=0x00;
UCSRB=0x08;
UCSRC=0x86;
UBRRH=0x00;
UBRRL=0xCF;

if (PINC.4 == 0x00) < putchar('S');>/* В данном случае при нажатии на кнопку, которая висит на PINC.4 МК отсылает символ ‘S’. Который передаётся на другой контроллер через ИК.*/
>;
>

Код приёмника не привожу, т.к. занимает много места, а для восприятия общих принципов кода передатчика будет, думаю, достаточно.

Помимо дистанционного управления (хотя это и так обширная область применений), можно использовать этот метод для датчиков припятствийпрохождения объектва и если таковых датчиков у вас много, а работаю они на одной частоте, то чтобы они не засвечивали друг друга можно передавать разные пакеты.

Желаю удачи! Буду рад любым вопросакритикепредложениям ;)

UPD. Решил выложить фото самого пульта, чтобы было видно, что работает девайс не только как китайские приёмники, которые подключаются к ПК. Возможности гораздо шире и универсальнее.

Многоканальная система дистанционного управления или «Умный дом»

Как говорится, лень – двигатель прогресса. Возможно, поэтому всё большее распространение получают системы дистанционного управления электроприборами, бытовой техникой и освещением. Системы «Умного дома» широко распространённые на Западе только-только начинают появляться у нас. Цены на самые простые системы дистанционного управления освещением, роллетами, гаражными воротами и т.п. зашкаливают за отметки 20 000…50 000 €. Не каждый житель стран бывшего USSR может позволить себе установку подобного «умного» комплекса. Дальше установки «Сапфира» для управления люстрой в большинстве случаев не доходит. А хотелось бы использовать нашу славянскую смекалку на полную, тем более что руки произрастают как раз оттуда, откуда положено.

Разработано несколько вариантов модуля дистанционного управления нагрузками, отличающихся между собой как функциональными возможностями, так и количеством выходов для подключения нагрузок.

Основные возможности модуля следующие:

– 29 выходов для подключения нагрузок;
– дистанционное управление и настройка при помощи любого пульта дистанционного управления, работающего по протоколу RC-5;
– запоминание 35 команд пульта дистанционного управления – режим обучения командам;
– возможность программирования включения выходов от различных пультов дистанционного управления (например, управление выходами 1. 10 и сервисными функциями от одного ПДУ, а управление выходами 11. 29 от ПДУ с другим системным адресом), при этом каждый из пультов управляет только “своими” выходами;
– запоминание в EEPROM последней неверно принятой команды и системного адреса;
– каждый из выходов может работать как в триггерном режиме (изменение состояния нагрузки вкл./откл. после каждого нажатия на кнопку), так и в режиме временной активности (нагрузка включается на время заданное в меню для данного канала: от 1 до 100 сек. с дискретностью 0,1 секунды.);
– отключаемый таймер автоматического выключения нагрузок по истечении заданного времени при отсутствии принимаемых команд с пульта дистанционного управления или клавиатуры;
– диапазон устанавливаемого в меню времени автоматического выключения нагрузок от 1 минуты до 16 часов 40 минут с шагом 1 минута;
– 1 цифровой вход для подключения цепочки фотоприёмников;
– 1 аналоговый вход для подключения 30-командной клавиатуры или местных выключателей освещения;
– функция программного «антидребезга» клавиатуры и задержка на выполнение дублирующих команд ПДУ.
– возможность подключения до 30 фотоприёмников типа ILMS 5360 в параллель по трёхпроводной линии;
– возможность подключения большого количества концевых выключателей или полнофункциональных блоков клавиатуры, расположенных в различных помещениях по существующей двухпроводной линии 220В.;
– отключаемый через меню звуковой сигнал при помощи бипера для информирования о включении нагрузок, неправильно принятых командах и т.п.;
– возможность подключения по одной двухпроводной линии до 100 12‑вольтовых биперов со встроенным генератором и возможность расположения их в различных помещениях;
– сохранение всех настроек и состояния нагрузок в энергонезависимой памяти контроллера и их восстановление после подачи питания на устройство;
– отключаемая через системное меню функция “антиповтора нажатий”, не позволяющая нагрузке “дёргаться” (т.е. периодически включаться и выключаться) при удержании нажатой клавиши ПДУ или клавиатуры;
– сброс настроек «по умолчанию» через системное меню, при этом все выходы устанавливаются в триггерный режим работы, время автоматического отключения устанавливается равным 12 часов, включается звук.

Читайте также:
Терморегулятор для теплиц

Описание электрической принципиальной схемы и подключение устройства:

Основу устройства составляет микропроцессор ATMega16 с «зашитой» программой управления, которая берёт на себя обработку всей поступающей от датчиков и выключателей информации и производит необходимые расчёты.

Источник питания напряжением 10…15 В. / 1,5…2 А при этом на схеме не показан, в авторском варианте использован готовый модуль питания от ноутбука 12,6V/4,2A.

Микроконтроллер можно заменить на AT Mega16L. Вместо трёхвыводного керамического резонатора можно установить двухвыводной кварцевый, при условии установки блокирующих конденсаторов ёмкостью 18…22 пФ. между выводами кристалла и общим проводом схемы. Реле могут быть любыми, рассчитанными на напряжение питания 12 В. и соответствующую силу тока во вторичной цепи. Номиналы остальных элементов схемы за исключением резисторов R1,R35,R37…R65 не критичны. Указанные сопротивления должны быть подобраны с точностью ± 10 %. Такая точность обусловлена малой разницей между напряжениями, подаваемыми на вход АЦП микропроцессора при нажатых кнопках. Как видно из написанного выше, микроконтроллер определяет номер нажатой клавиши по уровню поступающего на вход PA0 напряжения при помощи программной перекодировки напряжения в код нажатой кнопки. Если будет нажато несколько кнопок одновременно то, как видно из схемы клавиатуры, большим приоритетом обладает кнопка с меньшим номером команды.

Назначение кнопок ручного управления следующее:

«Выключить все» – выключить все включённые нагрузки,
1. 29 – управление соответствующими выходами.

Стабилитроны VD1, VD12 служат для защиты микропроцессора от импульсных помех, которые могут возникнуть в соединительных проводах при их значительной длине.

Возможно множество вариантов подключения кнопок ручного управления. На рисунке 1 изображены два из них.

Первый заключается в изготовлении отдельной платы клавиатуры с расположенными на ней цепочкой резисторов и винтовых зажимов. В этом случае кнопки подключаются к соответствующим контактам зажимов и могут быть разнесены на значительное расстояние от базового блока. При этом допускается соединение кнопок параллельно, например, с целью управления освещением из различных концов коридора и т.п. В этом случае целесообразно использовать существующую электрическую сеть и штатные выключатели, однако предварительно необходимо исключить попадание сетевого напряжения на элементы схемы, а клавишные выключатели заменить на выключатели без фиксации положения (можно просто установить внутри корпуса выключателя возвратную пружину).

Второй вариант предусматривает расположение резисторов непосредственно в корпусе каждого выключателя или соответствующей ему соединительной коробке, при этом также возможно параллельное соединение кнопок управления, но только при установке в корпус каждой резистора соответствующего номинала. В этом случае плату клавиатуры можно не изготавливать.

В случае если устройство будет использоваться для централизованного управления освещением, как в авторском варианте, в заново строящемся доме (или после ремонта) целесообразно установить модуль в подходящий электрический щиток. В этом случае все провода от нагрузок (светильников) и настенных выключателей сводятся к модулю дистанционного управления и подключаются к нему в соответствии со схемой. При прокладке новых проводов необходимо учесть, что для подключения интегральных фотоприёмников желательно использовать витую пару категории 5Е, при этом используются всего две пары из имеющихся четырёх.

Подключение фотоприёмников должно быть таким, чтобы минимально снизить вероятность проникновения импульсных наводок на вход схемы.

Пример подключения витой пары приведён в таблице 1. Свободные пары можно использовать по их прямому назначению (LAN 100Mb/s., телефон и т.п.), в авторском варианте по ним подключены датчики температуры DS18B20 к системе управления отоплением дома. Экран кабеля, впрочем, как и корпус распределительного щитка, для уменьшения помех необходимо соединить с устройством заземления. Общий провод схемы также необходимо заземлить. Корпус распределительного электрощита требуется подключать к устройству заземления и согласно действующим правилам устройства и эксплуатации электроустановок потребителей.

Читайте также:
Генератор импульсов на TL494

Имеющиеся свободные пары можно задействовать и для подключения бипера и кнопок управления (этот пример приведён в таблице 1). Подобное подключение довольно удобно, так как бипер и фотоприемник конструктивно можно разместить одном корпусе и установить, к примеру, на потолке комнаты. Использование свободной пары для подключения кнопок управления (используется второй вариант подключения) позволяет сократить финансовые затраты на дополнительный провод, а также повысить помехозащищённость устройства. Подпрограмма обработки нажатия клавиш, впрочем, и так обладает достаточной помехозащищенностью, ввиду использования алгоритмов расчёта нажатой кнопки с предсказанием результата и коррекцией ошибок.

Работа модуля и первое включение:

При включении питания микропроцессор настраивает порты ввода-вывода и инициализирует встроенные устройства в соответствии с микропрограммой, после чего проверяет нажата ли кнопка «Выключить все» на клавиатуре. Если нажатие будет зафиксировано то контроллер подаст два длинных звуковых сигнала и прейдёт в режим обучения командам ПДУ, в противном случае раздастся один длинный (500 мс.) и три коротких (по 100 мс.) звуковых сигнала и устройство перейдёт в рабочий режим в котором выполняется управление нагрузками. Однако следует учесть, что при первом включении в память микропроцессора не содержит кодов команд и необходимо обучить устройство командам ПДУ. В противном случае будет подан звуковой сигнал ошибки (один сигнал средней длительности и пять коротких), свидетельствующий о приёме неверного адреса устройства. После программирования команд пульта дистанционного управления необходимо через системное меню произвести сброс настроек по умолчанию. Как это сделать написано далее. Если сброс не произвести то нормальная работа устройства не гарантируется.

После нажатия на любую из кнопок пульта дистанционного управления контроллер сверяет полученный код с кодами, хранящимися в памяти, и в случае обнаружения совпадений выполняет соответствующую команду. При отсутствии совпадений будет подан (при включённом звуке) соответствующий сигнал ошибки: один сигнал средней длительности (300 мс.) и пять коротких (100 мс.) в случае если принятая команда содержит неверный адрес устройства, либо один сигнал средней длительности и три коротких в случае если принята неверная команда управления, а адрес устройства соответствует запрограммированному. При получении команды включения какой-либо нагрузки подаётся одиночный звуковой сигнал. При получении команд включить всё или выключить всё будет звучать два коротких (по 50 мс.) звуковых сигнала.

При отсутствии команд дистанционного управления или управления с клавиатуры в течение заданного времени (смотрите «установка времени автоматического отключения нагрузок при отсутствии сигналов управления модулем») все активныё в настоящий момент нагрузки отключаться. При этом модуль подаст шесть длинных звуковых сигналов, означающих срабатывание таймера автоматического отключения.

Если включена функция антиповтора нажатий, то соответствующая нагрузка переключится при каждом нажатии на кнопку ПДУ или клавиатуры только один раз. Для повторного переключения необходимо отпустить, а затем снова нажать соответствующую клавишу. Если функция антиповтора нажатий отключена, а выход работает в триггерном режиме, то при удержании нажатой кнопки реле будет переключаться в противоположное состояние с частотой около 3-х Гц. Если же выход работает в режиме временной активности, то отсчёт времени в этом случае начнётся лишь после отпускания кнопки.

Обучение командам ПДУ:

Как войти в режим обучения, написано выше. В этом режиме устройство ожидает нажатия кнопок на пульте дистанционного управления, соответствующих выполняемым командам.

Порядок нажатия на кнопки пульта дистанционного управления при начальном программировании модуля определён следующий:

1. – выключить все нагрузки /настройка времени автоматического отключения при нахождении в системном меню;
2. – включить/выключить нагрузку 1;
3. – включить/выключить нагрузку 2;

30. – включить/выключить нагрузку 29;
31. – включить все нагрузки, работающие в триггерном режиме /настройка режимов работы выходов при нахождении в системном меню;
32. – вход в системное меню;
33. – включение / отключение звука (бипера) при нахождении в системном меню;
34. – сброс настроек по умолчанию при нахождении в системном меню.
35. – включение / отключение функции антиповтора при нахождении в системном меню.

После нажатия на каждую из кнопок микропроцессор сохраняет в энергонезависимой памяти код, соответствующий нажатой клавише и подаёт короткий звуковой сигнал. При нажатии на кнопку код которой уже был записан в память (кнопка была нажата ранее или удерживается в нажатом состоянии в текущий момент) устройство подаёт три коротких звуковых сигнала, свидетельствующих об ошибке. По окончании процедуры запоминания прозвучит два длинных и три коротких звуковых сигнала и устройство перейдёт в рабочий режим в котором выполняется управление нагрузками.

Системное меню и настройки:

Для входа в системное меню модуля необходимо нажать на ПДУ соответствующую клавишу (смотрите «обучение командам ПДУ»). Вызов меню с клавиатуры нарочно не предусматривался. Вход в меню сопровождается тремя звуковыми сигналами средней длительности. При этом во время навигации по меню каждая принятая команда сопровождается соответствующим звуковым сигналом, независимо от того включён ли звук. То есть пока пользователь будет находиться в меню, звуковой сигнал будет подаваться устройством независимо от его настроек.

Читайте также:
Плата для аниматроники

Возможны следующие настойки при нажатии соответствующих кнопок на ПДУ после входа в системное меню (смотрите раздел «обучение командам ПДУ»):

1. Включение / отключение звука (бипера). При этом каждое нажатие на кнопку №33 ПДУ вызывает либо включение, либо отключение звука. Если пользователь нажатием на кнопку отключил звуковой сигнал, то в подтверждение этому устройство подаст два сигнала средней длительности, при этом реальное отключение звука будет выполнено только после выхода из меню. Если же пользователь звук включил, то модуль ответит одним сигналом средней длительности (200мс.). Звук в этом случае останется включённым и после выхода из системного меню.

2. Установка времени автоматического отключения нагрузок при отсутствии сигналов управления модулем. При нажатии на кнопку «выключить всё» (№1 на ПДУ) устройство подаст один длинный звуковой сигнал и будет ожидать ввода трёх цифр (0…9) от цифровых клавиш ПДУ, подтверждая каждую принятую цифру коротким звуковым сигналом. По окончании ввода времени будет подан один длинный и два коротких звуковых сигнала. При этом необходимо учитывать, что ввод цифр производится непосредственно цифровыми кнопками пульта (диапазон кодов в системе RC-5 от 00000 для «0» до 01001 для «9»), а не кнопками соответствующими номерам нагрузок (№1…10). При неверно нажатой кнопке ПДУ никаких звуковых сигналов не подаётся, модуль будет ожидать приёма цифр, подтверждая одиночным звуковым сигналом лишь цифровые значения. Если значение времени было введено неверно, то необходимо либо отключить модуль от источника питания до окончании ввода трёх цифр, либо завершить ввод и после звуковых сигналов, означающих окончание ввода всех цифр, повторно войти в данное подменю и ввести верное значение. Если установить время автоматического отключение равным нулю (комбинация «000»), то таймер отключается, и автоматическое отключение нагрузок происходить не будет. Дискретность установки времени составляет одна минута (999 мин. при «999»).

3. Установка времени активного состояния для каждого из каналов управления. При нажатии на кнопку «включить всё» (№31 на ПДУ) устройство подаст два длинных звуковых сигнала и будет ожидать ввода трёх цифр (0…9) от цифровых клавиш ПДУ, подтверждая каждую принятую цифру коротким звуковым сигналом. По окончании ввода времени активности для первого канала, будет подан дополнительный один длинный звуковой сигнал и модуль будет ожидать ввода значения для второго канала управления и так далее, пока все 29 каналов управления не будут запрограммированы аналогичным образом. После ввода последней комбинации цифр в дополнение к длинному звуковому сигналу устройство подаст ёщё два длинных и три коротких. Дискретность установки времени в этом случае составляет 0,1 секунды (99,9 сек. при «999»). Если введена комбинация «000»для какого либо из каналов, то текущий канал будет работать в триггерном режиме. В случае ошибки ввода необходим повтор действия как описано выше.

4. Сброс настроек по умолчанию. При нажатии на кнопку №34 на ПДУ устройство подаст два сигнала средней длительности (по 200 мс.) и один длинный (500 мс.), при этом все выходы устанавливаются в триггерный режим работы, время автоматического отключения устанавливается равным 12 часов, включается звук и функция антиповтора нажатий.

5. Включение / отключение функции антиповтора нажатий. При этом каждое нажатие на кнопку №35 ПДУ вызывает либо включение, либо отключение функции антиповтора. Если пользователь нажатием на кнопку отключил функцию антиповтора, то в подтверждение этому устройство подаст один звуковой сигнал средней длительности (200 мс.) и один длинный звуковой сигнал (500 мс.). Если же пользователь включил функцию антиповтора, то модуль ответит уже двумя звуковыми сигналами средней длительности и одним длинным.

При нахождении в системном меню, последующее нажатие на кнопку №32 на пульте дистанционного управления выполняет функцию выхода из меню. При этом выход из подменю подобным образом невозможен. Необходимо отключить питание модуля или закончить ввод данных в текущем подменю с последующим выходом из главного меню соответствующей командой.

Рекомендации по выбору пульта дистанционного управления:

–>ЗАМЕТКИ ДЛЯ МАСТЕРА –>

Дистанционное ИК управление

Схема ИК приемника изображена на рис.1.

В устройстве применен фотоприемник SFH 506-36 или SFH 506-38. Электромагнитное реле BS -115 C с обмоткой на 5 В. Транзистор КТ814 с любым буквенным индексом. Питание – от постоянного тока напряжением 5 В.

Для управления фотоприемником можно сделать специальный однокомандный пульт, рис.2.

Устройство собрано на микросхеме К561ЛА7.

На элементах D 1.1 и D 1.2 сделан мультивибратор, который вырабатывает импульсы частотой 38 кГц. Эти импульсы поступают на буферный каскад на элементах D 1.3 и D 1.4. И с его выхода на транзисторный ключ на VT1 .

Читайте также:
Автоматический инкубатор с терморегулятором

В коллекторной цепи транзистора включена цепь из инфракрасного светодиода HL 1 и резистора R 3, ограничивающего ток через светодиод.

Когда нажимается кнопка S 1 и держится нажатой, на схему поступает питание от батареи G 1 напряжением 9 В. Схема начинает работать и через светодиод протекает пульсирующий ток частотой пульсаций 38 кГц.

Свет попадает на фотоприемник и реле переключает свои контакты. Когда кнопка отпускается, реле выключается.

Все детали пульта управления расположены на одной печатной плате. Инфракрасный светодиод можно взять любой от пультов.

Налаживание обычно не требуется. Но если приемник (рис.1) не хочет реагировать на сигнал пульта, а пульт от телевизора реагирует, нужно сначала проверить, расположив пульт поближе к фотоприемнику, направив светодиодом прямо на него. Если с малого расстояния работает, – нужно подобрать сопротивление резистора R 1, так, чтобы дальность была больше.

На этой же основе можно сделать охранный датчик, реагирующий на пересечение или отражение луча ИК – света.

1. Простые схемы. Схемки на К561ЛА7.

ж. Радиоконструктор 03-2006

Назначение этого реле может быть самым разным. Реле реагирует на любую команду стандартного пульта дистанционного управления аппаратурой, использующего ИК – канал передачи данных.

Во время приема команды контакты выходного электромагнитного реле замыкаются, и размыкаются через несколько секунд после прекращения подачи команды. Коммутируемый ток до 10А, напряжение до 220В. Питается фотореле от источника напряжением 5В, ток потребления в активном режиме (контакты реле притянуты) 70мА, в ждущем режиме – менее 3мА.

Схема очень проста (рис.3). ИК – вспышки пульта воспринимаются стандартным фотоприемником SFH -506, применяющимся во многих современных телевизорах. Когда от пульта поступают команды, конденсатор С1 заряжается через R 2 и VD 1. Это приводит к открыванию транзистора VT 1 и включению электромагнитного реле К1. У реле переключающие контакты, поэтому фотореле может как включать что – то, так и выключать или переключать. Обмотка реле находится под током все время, пока держат нажатой кнопку пульта.

Все детали реле собраны на миниатюрной печатной плате из стеклотекстолита с односторонним расположением печатных дорожек.

Система дистанционного управления электроприборами

Системы дистанционного управления бытовыми электроприборами уже давно производятся в промышленных масштабах. В основном, это довольно сложные и дорогие системы из разряда «умный дом». А вот простые системы, предназначенные для управления одним объектом, в продаже практически полностью отсутствуют. Этот недостаток восполняют радиолюбители в меру своих возможностей.

Простая схема, способна работать по сигналу любой команды стандартного пульта ДУ от телевизора, показана на рис.4.

Данная схема очень простая, так как стандартный фотоприемник уже детектирует сигналы пульта и на приеме команды на его будет последовательность импульсов. Далее, эту последовательность импульсов принимают как переменное напряжение и выпрямляют детектором, постоянное напряжение с выхода которого служит переключения триггера, тиристора или реле.

Чтобы «развязать» схему от управляемости с другими аппаратами на выход фотоприемника ставят многоразовый двоичный счетчик. Этот счетчик при приеме команды пульта подсчитывает импульсы, которые тот излучает. В результате, чтобы переключить реле, нужно удерживать нажатой кнопку пульта до тех пор, пока не будет излучено импульсов более 511-ти. То есть, удерживать нужно секунд 5. Это много больше того, сколько времени удерживают кнопку при подаче команды управления аппаратурой, для которой данный пульт предназначен.

Схема многоканальной системы дистанционного управления

Вот очень удачный современный многоканальный контроллер освещения (или любой другой нагрузки) на основе системы беспроводной передачи данных на 433 МГц. В конструкции использовался готовый набор из 3-х беспроводных розеток с пультом дистанционного управления, из которого задействован пульт дистанционного управления и модули радиоприемники.

  • Схема многоканального управления
  • Печатная плата сборки схемы
  • Как работает ДУ контроллер
  • Пути усовершенствования кода

Схема многоканального управления

Основа — популярный микроконтроллер PIC16F84A. Анализируя состояния декодера, PT2272 контролирует 6 каналов освещения. Пульт ДУ имеет 4 пары кнопок Вкл / Выкл, но в этом контроллере использовалось только 3 пары из-за 3-х приемников в комплекте.

Схема принципиальная многоканального управления с ДУ

Для чего это надо? Применяется контроллер для люстры с 6 лампочками: можно включать / выключать каждую лампочку отдельно, используя только одну пару кнопок на пульте дистанционного управления, благодаря чему одна пара управляет освещением в коридоре, вторая пара на кухне, третья в комнате. Теперь в каждой комнате возможно зажечь любое количество лампочек. Это приводит к значительной экономии энергии, потому что всегда ровно столько света, сколько нужно. Вы можете управлять им не только люстрой, применение будет зависеть от индивидуальных потребностей.

Печатная плата сборки схемы

Как работает ДУ контроллер

При нажатии кнопки ON на пульте дистанционного управления, лампочка в выбранной люстре загорается, другое нажатие кнопки ON — загорается следующая и так пока не загорятся 6 лампочек, в этот момент повторное нажатие кнопки ON выключит все, а через некоторое время снова загорится одна лампочка. И так циклично. Нажатие кнопки OFF в любое время выключит все лампочки, при одновременном нажатии обеих кнопок всегда будет гореть только одна лампочка.

Обратите внимание, здесь не ставшие уже традиционными тиристоры, а реле. Дело в том, что несколько лет назад горящая лампочка создала короткое замыкание. Это случалось несколько раз, и в этом случае ба-бах и тьма во всем доме, потому что сгорел предохранитель. Реле может выжить, а симистор — нет. А расположение модуля под потолком делает ремонт очень сложным конструктивно. В любом случае, сжечь тиристор означало бы окрасить потолок вокруг люстры копотью, что совсем не айс. Так что симистор и компактная люминесцентная лампа (или другая лампа с электроникой, например LED) не очень удачная пара.

В схеме питания без трансформатора использовалось два конденсатора 330 нФ / 400 В соединенных параллельно. К сожалению, оказалось что этого было недостаточно, и пришлось добавить еще 2 штуки. В итоге получилось 1,32 мкФ. Когда все 6 реле включены, получается при замерах 8 В перед стабилизатором 5 В. Когда все выключено — есть 20 В. Каждое реле потребляет 30 мА при напряжении на катушке 12 В. При более высоких токах катушки можете использовать источник питания, например, от переделанного зарядного устройства. С этим источником питания схема работает более надежно и менее чувствительна к помехам.

Читайте также:
Электронный ключ для дома

Сам контроллер потребляет 35 мА или около 8 Вт. В общем реле должно иметь катушку рассчитанную на низкий ток, в оригинале было реле 24 В / 15 мА. Использование реле на 12 В или 5 В ухудшает ситуацию и бестрансформаторный источник питания становится спорным.

Пути усовершенствования кода

И в планах на будущее преобразование домашнего освещения во втором доме в систему с диммерами, управляемыми настенной кнопкой плюс пульт ДУ. Управление кнопкой на стене будет выглядеть следующим образом:

1. При выключенном освещении:

— короткое нажатие — включение света до ранее запомненного значения
— длительное нажатие — увеличение яркости от 0 до отпускания кнопки
— быстрое двойное нажатие — включение света до максимума.

2. При включенном освещении:

— короткое нажатие — выключение освещения (запоминание яркости перед выключением)
— длительное нажатие — уменьшение яркости до отпускания кнопки или минимального значения (без выключения)
— быстрое двойное нажатие — загорается на максимум света.

Управление пультом дистанционного управления (2 кнопки) будет выглядеть следующим образом:

1. При выключенном освещении:

— короткое нажатие ON — включение до запомненного значения
— короткое нажатие OFF — выключение света до минимума
— длительное нажатие ON — повышение яркости от 0 до момента отпускания кнопки
— длительное нажатие кнопки OFF — выключение максимального освещения и его уменьшение до тех пор, пока 2-я кнопка не будет отпущена при выключенном освещении:
— короткое нажатие ON — повышение яркости до максимума
— короткое нажатие OFF — выключение света (запоминание яркости перед выключением)
— длительное нажатие ON — включение подсветки пока не отпустите кнопку
— нажать и удерживать кнопку OFF — затемнить свет, пока не отпустите кнопку.

В общем меняйте программу, экспериментируйте, подстраивайте под свои нужды. Настройки фузов содержатся в шестнадцатеричном файле. В случае проблем можете установить его вручную: CONFIG (0x3ff2)

Принцип работы ИК пульта управления

Большая часть современной бытовой электронной аппаратуры имеет пульт дистанционного управления, использующий инфракрасное (ИК) излучение в качестве способа передачи информации. ИК канал передачи данных используется в некоторых устройствах системы “умный дом”, которую мы производим.

Принцип ИК передачи информации

Инфракрасное, или тепловое излучение – это электромагнитное излучение, которое испускает любое нагретое до определенной температуры тело. ИК диапазон лежит в ближайшей к видимому свету области спектра, в его длинноволновой части и занимает область приблизительно от 750 нм до 1000 мкм. Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, около половины излучения Солнца. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении отличаются от их свойств в видимом свете. Например, некоторые стекла непрозрачны для инфракрасных лучей, а парафин, в отличие от видимого света, прозрачен для ИК излучения и используется для изготовления ИК линз. Для его регистрации используют тепловые и фотоэлектрические приемники и специальные фотоматериалы. Источником ИК лучей, кроме нагретых тел, наиболее часто используются твердотельные излучатели – инфракрасные светодиоды, ИК лазеры, для регистрации применяются фотодиоды, форотезисторы или болометры. Некоторые особенности инфракрасного излучения делают его удобным для применения в устройствах передачи данных:

  • ИК твердотельные излучатели (ИК светодиоды) компактны, практически безинерционны, экономичны и недороги.
  • ИК приемники малогабаритны и также недороги
  • ИК лучи не отвлекают внимание человека в силу своей невидимости
  • Несмотря на распространенность ИК лучей и высокий уровень “фона”, источников импульсных помех в ИК области мало
  • ИК излучение низкой мощности не сказывается на здоровье человека
  • ИК лучи хорошо отражаются от большинства материалов (стен, мебели)
  • ИК излучение не проникает сквозь стены и не мешает работе других аналогичных устройств
Читайте также:
Кнопочный выключатель сети с гальванической развязкой

Все это позволяет с успехом использовать ИК способ передачи информации во многих устройствах. ИК передатчики и приемники находят применение в бытовой и промышленной электронике, компьютерной технике, охранных системах, системах передачи данных на большие расстояния по оптоволокну. Рассмотрим более подробно работу систем (пультов) управления бытовой электроники.

Пульт ИК управления при нажатии кнопки излучает кодированную посылку, а приемник, установленный в управляемом устройстве, принимает её и выполняет требуемые действия. Для того, чтобы передать логическую последовательность, пульт формирует импульсный пакет ИК лучей, информация в котором модулируется или кодируется длительностью или фазой составляющих пакет импульсов. В первых устройствах управления использовались последовательности коротких импульсов, каждый из которых представлял собою часть полезной информации. Однако в дальнейшем, стали использовать метод модулирования постоянной частоты логической последовательностью, в результате чего в пространство излучаются не одиночные импульсы, а пакеты импульсов определенной частоты. Данные уже передаются закодированными длительностью и положением этих частотных пакетов. ИК приемник принимает такую последовательность и выполняет демодулирование с получением огибающей. Такой метод передачи и приема отличается высокой помехозащищенностью, поскольку приемник, настроенный на частоту передатчика, уже не реагирует на помехи с другой частотой. Сегодня для приема ИК сигнала обычно применяется специальная микросхема, объединяющая фотоприемник, усилитель с полосовым фильтром, настроенным на определенную несущую частоту, усилитель с АРУ и детектор для получения огибающей сигнала. Кроме электрического фильтра, такая микросхема имеет в своем составе оптический фильтр, настроенный на частоту принимаемого ИК излучения, что позволяет в максимальной степени использовать преимущество светодиодного излучателя, спектр излучения которого имеет небольшую ширину. В результате таких технических решений, стало возможным принимать маломощный полезный сигнал на фоне ИК излучения других источников, бытовых приборов, радиаторов отопления и т.д. Работа современных устройств ИК управления достаточно надежна, а дальность составляет от нескольких метров до 40 и более метров, в зависимости от варианта реализации и уровня помех.

Передатчик ИК сигнала

Передатчик ИК сигнала, ИК пульт, чаще всего имеет питание от батарейки или аккумулятора. Следовательно его потребление должно быть максимально низким. С другой стороны, излучаемый сигнал должен быть значительной мощности для обеспечения большой дальности передачи. Такие противоположные по энергетическим затратам задачи успешно решаются способом передачи коротких импульсных кодированных пакетов. В промежутках между передачами пульт практически не потребляет энергии. Задача контроллера пульта – опрос кнопок клавиатуры, кодирование информации, модулирование опорной частоты и выдача сигнала на излучатель. Для изготовления пультов выпускаются различные специализированные микросхемы, однако для этих целей могут быть использованы и современные микроконтроллеры общего применения типа AVR или PIC. Основное требование к таким микроконтроллерам – это наличие режима сна с чрезвычайно низким потреблением и способность чувствовать нажатия кнопок в этом состоянии.

Излучатель ИК сигнала испускает инфракрасные лучи под действием тока возбуждения. Ток на излучатель обычно превышает возможности микроконтроллера, поэтому для формирования необходимого тока устанавливается простейший светодиодный драйвер на одном транзисторе. Для снижения потерь, при выборе транзистора необходимо обратить внимание на его коэффициент усиления тока – β или h21. Чем выше этот коэффициент, тем выше эффективность устройства. Современные передатчики используют полевые или CMOS транзистоы, эффективность которых на используемых частотах можно считать предельной.

Приведенная схема не лишена недостатков, в частности при снижении уровня заряда батареи, мощность излучения будет падать, что приведет к снижению дальности. Для снижения зависимости от напряжения питания, можно использовать простейший стабилизатор тока.

Большинство передатчиков работают на частоте 30 – 50 кГц. Такой диапазон частот был выбран исторически при создании первых подобных устройств. Была выбрана область с наименьшим уровнем помех. Кроме того, принимались в расчет ограничения на элементную базу. В дальнейшем, по мере стандартизации и распространения аппаратуры с таким способом управления, переход на другие частоты стал нецелесообразным.

В целях увеличения импульсной мощности передатчика, а соответственно и его дальности, сигнал основной частоты отличается от меандра и имеет скважность 3 – 6. Таким образом повышается импульсная мощность с сохранением или даже уменьшением средней мощности. Импульсный ток светодиода выбирается исходя из его паспортных значений и может достигать одного и более Ампер. Импульсный ток в большинстве пультов ИК не превышает 100 мА. При этом, поскольку и опорная частота имеет малый коэффициент заполнения и длительность кодированной посылки не превышает 20-30 мс, средний ток при нажатой кнопке не превышает одного миллиампера. Повышение импульсного тока светодиода сопряжено с снижением эффективности и уменьшением срока службы. Современные инфракрасные светодиоды имеют эффективность 100-200 мВт излучаемой энергии при токе 50 мА. Допустимый средний ток не должен превышать 10-20 мА. Питание светодиода должно иметь RC фильтр, который снижает воздействие импульсной помехи на питание микроконтроллера. Спектр применяемых светодиодов для ИК пультов большинства бытовой аппаратуры имеет максимум в области 940 нм.

Читайте также:
Генератор импульсов на TL494

Длительность единичного пакета опорной частоты для уверенного приема составляет не менее 12-15 и не более 200 периодов. При передаче кодированной посылки, передатчик формирует в начале преамбулу, которая представляет собой один или несколько пакетов опорной частоты и позволяет приемнику установить необходимый уровень усиления и фона. Данные в кодированной посылке передаются в виде нулей и единиц, которые определяются длительностью или фазой (расстоянием между соседними пакетами). Общая длительность кодированной посылки чаще всего составляет от нескольких бит до нескольких десятков байт. Порядок следования, признак начала и количество данных определяется форматом посылки.

Приемник ИК сигнала

Приемник ИК сигнала как правило имеет в своем составе собственно приемник ИК излучения и микроконтроллер. Микроконтроллер раскодирует принимаемый сигнал и выполняет требуемые действия. Поскольку приемник в большинстве случаев устанавливается в аппаратуре с сетевым питанием, его потребление не существенно. Микроконтроллер чаще всего выполняет и другие сервисные функции в устройстве и является его центральным логическим устройством.

Приемник ИК излучения чаще всего выполняется в виде отдельного интегрального модуля, который располагается за передней панелью управляемой аппаратуры. В передней панели имеется прозрачное для ИК лучей окошко. Как правило, такая микросхема имеет три вывода – питание, общий и выход сигнала. Производители электронных компонентов предлагают приемники ИК сигналов различного типа и исполнения. Однако, принцип их работы схож. Внутри такая микросхема имеет:

  • фотоприемник – фотодиод
  • интегрирующий усилитель, выделяющий полезный сигнал на уровне фона
  • ограничитель, приводящий сигнал к логическому уровню
  • полосовой фильтр, настроенный на частоту передатчика
  • демодулятор – детектор, выделяющий огибающую полезного сигнала.

Корпус такого приемника выполняется из материала, выполняющего роль дополнительного фильтра, пропускающего ИК лучи определенной длины волны. Современные интегральные приемники позволяют принимать полезный сигнал на уровне фона, превышающего его в несколько десятков раз и при этом чувствовать посылки частоты, имеющие всего от 4 – 5 периодов.

Питание приемника излучения должно быть выполнено с RC фильтром для увеличения чувствительности. Микроконтроллер производит помеху широкого спектра на линиях питания, что может повлиять на работу приемника.

Форматы ИК передачи данных

Различные производители бытовой аппаратуры применяют в своих изделиях различные пульты ИК управления. Поскольку пульт должен общаться только с конкретным устройством, он формирует последовательность данных, уникальную для своего типа оборудования. Передаваемые данные содержат кроме собственно команды управления адрес устройства, проверочные данные и другую сервисную информацию. Более того, различные производители используют различные способы формирования последовательности данных и различные способы передачи логических состояний. Наиболее распространенные способы кодирования битов информации – это изменение длительности паузы между пакетами (метод интервалов) и кодирование сочетанием состояний (бифазный метод). Однако, встречаются способы кодирования бит информации длительностью, сочетанием длительности и паузы и т.д. Наиболее распространенные форматы передачи:

Форматы RC-5 и NEC используются многими производителями электроники. Некоторые производители разработали свой стандарт, но в основном используют его сами. Менее распространенные форматы пультов управления:

  • JVC
  • ITT
  • Mitsubishi
  • Nokia NRC17
  • Philips RC6
  • Phiilps RC-MM
  • Philips RECS80
  • RCA Protocol
  • Samsung
  • Sharp
  • Sony SIRC
  • X-Sat Protocol

В отличие от пультов управления бытовой электроникой, которые передают только одну команду, соответствующую нажатой кнопке, пульты управления кондиционерами передают при каждом нажатии всю информацию о параметрах, выбранных пользователем на экране пульта, такие как температура, режим охлаждения, нагрева или вентиляции, мощность вентилятора и другие. В результате, посылка становится достаточно длительной. Например, пульт бытового кондиционера Daikin FTXG передает единовременно 35 байт информации, скомпонованной в трех последовательных посылках. Форматы пакетов ИК передачи кондиционеров:

Инфракрасные передатчики служат для синхронизации активных 3D очков затворного типа с телевизором.

Двунаправленная передача информации используется в некоторых мобильных устройствах: ноутбуках, телефонах, смартфонах, плеерах и т.д. Передача информации по протоколу IrDA основана на форматах асинхронной передачи данных, реализованных в COM портах компьютера.

Передача информации на большие расстояния не обходится сегодня без ИК излучения. Оптоволоконные линии связи используют ИК излучение ближней и средней области спектра (некоторые и видимого) для передачи данных.

  • Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)
  • Беспроводная передача данных в инфракрасном диапазоне
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: