Дистанционное управление на инфракрасных лучах

Дистанционное управление на инфракрасных лучах

Информация взята с сайта Sly Control. Это дополнительная информация к плагинам DCD и sndRemote

Три вида модуляции

Bi-phase coding

Длина импульсов и промежутки между ними по 0.9мс или 1.8 мс.

Логические 0 и 1 определяются, как показано на рисунке:

Pulse-distance modulation

Длина импульсов постоянна.

Промежутки большей длительности – лог. 1 , меньшей – лог. 0.

Pulse-length code

Длина промежутков постоянна.
Импульсы большей длительности – лог. 1 , меньшей – лог. 0.

Сразу нужно сделать оговорку по поводу “импульсов”. На самом деле каждый такой “серый” импульс – это 20-30 очень коротких импульсов идущих с большой постоянной частотой (от 30 до 56 кГц) или даже вообще инфракрасный фон с частотой 400 кГц. При оцифровке звуковой картой (44100Гц) этот “фон” сливается в импульсы по форме близкие к прямоугольным. Этого достаточно для точного декодирования.

Стандарты кодировок RC-5

Модуляция Bi-phase. Сначала идут старшие биты, потом младшие.

Если нажать кнопку на дистанционке и держать, будут слаться посылки (DataWord) с одинаковым значением Toggle bit. Если отпустить кнопку и нажать снова, пойдут те же посылки, но уже с инверсным значением Toggle bit.

Этот стандарт использует PHILIPS и SAMSUNG без каких-либо отклонений.

NEC

Модуляция Pulse-distance. Сначала идут младшие биты, потом старшие.

При нажатии кнопки на дистанционке выдается одна полная посылка,
а затем через промежутки идут одиночные импульсы, говорящие о том,
что кнопка еще нажата. Перед посылкой (первой полной и одиночными импульсами)
идет один длинный импульс синхронизации.

В посылке адрес и команда идут два раза – сначала просто, затем с инверсией
(что-то не совпало – команда не принята). Кроме того, основная посылка идет
только один раз при нажатии на кнопку. Вероятность того, что она пройдет
правильно с первого раза, не очень высока.

Data word:

Пример: адрес “00110111” и команда “00011010”
кодируются как “00110111’11001000’00011010’11100101”.

Этот стандарт используют HITACHI, NOKIA, AIWA, AKAI, AverMedia.

Creative RM-900 (от SoundBlaster Live Platinum) повторяет первую посылку 2 раза,
кроме того первый байт адреса равен C1h, а второй 44h, то есть между первым и
вторым байтом нет ничего общего. Для совместимости первые 2 байта адреса не
сравниваются и используются оба.

RECS 80 / RC-4

Модуляция Pulse-distance. Сначала идут старшие биты, потом младшие.
На 100% этому стандарту не соответствует ничего. Например в дистанционках
JVC использован этот стандарт с сильными отклонениями (расхождения по
длительностям, Toggle bits никогда не меняются, адресных битов 6,
а командных 8 вместо 4 и 6 соответственно).

SONY / Panasonic

Модуляция Pulse-length. Сначала идут младшие биты, потом старшие. В начале посылки есть длинный стартовый импульс. До 20 бит данных.

В плагинах DCD и sndRemote при декодировании сигнала получается 28-битный идентификаторвида 0FAAAACC, где F – флаг определяющий модуляцию, A – адрес, C – команда. Исключение составляет SONY, где 24 младших бита определяют просто код команды.

Простое самодельное ИК-управление переключением ТВ-каналов (555, К561ИЕ9)

На закате СССР появились и были очень популярны отечественныеполупроводниковые телевизоры серии УСЦТ, некоторые из них и сейчас в строю. Особенно долговечными были телевизоры с размером экрана 51 см по диагонали (кинескоп был весьма надежным). Конечно, они уже совсем не отвечают современным требованиям, но как «дачный вариант» еще вполне пригодны.

Как-то, от нечего делать, появилось желание усовершенствовать старенькую, уже давно «дачную» «Радугу-51ТЦ315», дополнив её системой дистанционного управления. Сейчас уже приобрести «родной» модуль невозможно, поэтому было решено сделать упрощенную однокомандную систему, позволяющую хотя бы переключать программы «по кольцу». Микроконроллеры и спец, микросхемы сразу были отвергнуты по причине нерентабельности, и система была сделана из того, что имелось в наличии.

А именно, интегральный таймер 555, ИК светодиод LD271, интегральный фотоприемник TSOP4838, счетчик К561ИЕ9 и плюс еще по-мелочи.

Схема пульта управления

Пульт представляет собой генератор импульсов частотой 38 кГц, на выходе которого включен через ключ инфракрасный светодиод. Генератор построен на основе микросхемы «555», так называемого «интегрального таймера». Частота генерации зависит от цепи C1-R1, при налаживании подбором резистора R1 нужно установить на выходе микросхемы (вывод 3) частоту 38 кГц.

Рис.1. Принципиальная схема ИК-передатчика для дистанционного управления телевизором.

Прямоугольные импульсы частотой 38 кГц поступают на базу транзистора VT1 через резистор R2. Диоды VD1 и VD2 вместе с резистором R3 образуют схему контроля тока через ИК-светодиод HL1.

При повышенном токе напряжение на R3 увеличивается, соответственно увеличивается и напряжение на эмиттере VT1. И когда напряжение на эмиттере приближается по величине к напряжению падения на диодах VD1 и VD2 происходит снижение напряжения на базе VT1 относительно эмиттера, и прикрывание транзистора.

Импульсы ИК-света, следующие с частотой 38 кГц излучаются инфракрасным светодиодом HL1.

Управление – одной кнопкой S1, которая подает на схему пульта питание. Пока кнопка нажата пультом излучаются инфракрасные импульсы.

Схема приемного блока

Приемник устанавливается внутрь телевизора, на него подается питание + 12V от источника питания телевизора, а катоды диодов VD2-VD9 соединяются с контактами кнопок модуля выбора программ УСУ-1-10.

Рис.2. Принципиальная схема ИК-приемника для дистанционного управления телевизором.

ИК-импульсы, излучаемые пультом, принимаются интегральным фотоприемником HF1 типа TSOP4838. Данный фотоприемник широко применяется в системах дистанционного управления различной бытовой электронной аппаратурой. При приеме сигнала на его выводе 1 присутствует логический ноль, а при отсутствии принимаемого сигнала единица.

Таким образом, когда кнопка пульта нажата на его выходе ноль, а когда не нажата – единица.

TSOP4838 должен питаться напряжением 4,5-5,5V, и не более. Но, для управления модулем выбора программ телевизора нужно на кнопки транзисторного 8-фазного триггера подавать напряжение 12V. Поэтому, на микросхему D1 подается напряжение 12V, а на фотоприемник HF1 напряжение 4,7-5V через параметрический стабилизатор на стабилитроне VD10 и резисторе R4.

Согласующим уровни логических единиц каскадом служит транзистор VТ1. При этом он инвертирует логические уровни. Напряжение с коллектора VТ1 через цепь R3-C2 поступает на счетный вход счетчика D1, рассчитанный на прием положительных импульсов. Цепь R3-C2 служит для подавления ошибок от дребезга контактов кнопки S1 пульта управления.

Счетчик D1 К561ИЕ9 представляет собой трехразрядный двоичный счетчик, со схемой десятичного дешифратора на выходе. Он может находиться в одном из восьми состояний от 0 до 7, при этом логическая единица имеется только на одном, соответствующем его состоянию, выходе. На остальных выходах – нули.

При каждом нажатии – отпускании кнопки пульта счетчик переходит на одно состояние вверх, при этом переключается логическая единица по его выходам. Если отсчет начался с нуля, то через восемь нажатий кнопки, на девятое, счетчик вернется в нулевое положение. И далее, процесс переключения логической единицы по его выходам повторится.

ИК-светодиод LD271 можно заменить любым ИК-светодиодом, применимым для пультов дистанционного управления бытовой аппаратурой. Фотоприемник TSOP4838 можно заменить любым полным или функциональным аналогом.

Детали и монтаж

Микросхему К561ИЕ9 можно заменить на К176ИЕ9 или зарубежным аналогом. Можно использовать микросхему К561ИЕ8 (К176ИЕ8), при этом будет 10 выходов управления. Чтобы ограничить их до 8-и нужно выход за номером «8» соединить со входом «R» (при этом вход «R» не соединять с общим минусом, как это на схеме).

Диоды 1N4148 можно заменить любыми аналогами, например, КД521, КД522. Пульт питается от «Кроны». Помещен в футляр от зубной щетки. Монтаж -объемный на выводах микросхемы А1.

Схема приемника тоже собрана объемным монтажом и приклеена клеем «БФ-4» к деревянному корпусу телевизора изнутри. Для глазка фотоприемника я использовал отверстие для разъема для подключения головных телефонов (отверстие в телевизоре было пустое, закрытое заглушкой, самого разъема не было).

Подбором R1 (рис.1) нужно пульт настроить на частоту фотоприемника. Это видно по наибольшей дальности приема.

Если схема заинтересовала, но старой «Радуги» нет, её можно использовать и для переключения чего-либо более современного. К выходам микросхемы D1 можно через резисторы подключить транзисторные ключи, с электромагнитными реле на коллекторах или светодиодами мощных оптопар.

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:  Охранно-пожарная сигнализация своими руками

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.

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:

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.

Электроника для всех

Блог о электронике

ИК дистанционное управление

Завязка или «Как начинался девайс»

…Когда я пришёл, Виктория сидела на диване, уставившись в телевизор. День выдался тяжёлый, поэтому ей не хотелось ничего делать. Несколько минут мы смотрели какой-то попсовый сериал, потом он закончился, и Вика выключила телевизор. В комнате стало темно. На улице шумел дождь, и от этого казалось, что дома тоже холодно.
Вика поднялась с дивана и принялась, на ощупь, искать выключатель от светильника. Настенный светильник висел, почему-то, не у дивана, а на другой стене и приходилось топать через всю комнату, чтобы зажечь свет. Когда она, наконец, включила его, комната наполнилась тёплым светом лампочки накаливания.
Около меня, на помятой простыне, лежал пульт от телевизора. Нижние кнопки без опознавательных знаков и, скорее всего, не использовались. И тут у меня возникла интересная мысль…
— Вик, а хочешь, я сделаю так, что твой светильник можно будет пультом от ящика включить? Там даже кнопки лишние есть…

Концепция
Наше устройство должно уметь принимать сигнал с ИК-пульта, отличать «свою» кнопку от других, и управлять нагрузкой. Первый и последний пункты простые, как топор. А вот со вторым немного интереснее. Я решил не ограничиваться каким-то конкретным пультом (Почему? – «Не интересно так!»), а сделать систему, которая может работать с разными моделями пультов от разной техники. Лишь бы ИК-приёмник не спасовал, и уверенно ловил сигнал.

Читайте также:  Детектор потопа на pic-микроконтроллере

Ловить сигнал будем с помощью фотоприёмника TSOP. Причем не каждый приёмник подойдёт – несущая частота должна совпадать с частотой пульта. Несущая частота приёмника указана в его маркировке: TSOP17xx – 17 это модель приёмника, а хх – частота в килогерцах. А несущую частоту пульта можно найти в документации или в инете. В принципе, сигнал будет приниматься, даже если частоты не совпадают, но чувствительность будет фиговой – придётся тыкать пультом прямо в приёмник.

Каждая компания, выпускающая бытовую технику, вынуждена соблюдать стандарты при изготовлении «железа». И частоты модуляции у пультов, тоже стандартные. Зато разработчики отрываются на программной части – разнообразие протоколов обмена между пультом и устройством просто поражает. Поэтому, пришлось придумать универсальный алгоритм, которому плевать на протокол обмена. Работает он так:

В памяти устройства хранятся контрольные точки. Для каждой такой точки нужно записать время и состояние выхода с ИК-приёмника – 0 или 1.
При получении сигнала с пульта, МК будет последовательно проверять каждую точку. Если все точки совпали – то это была та самая кнопка, на которую устройство запрограммировали. А если выход с приёмника хотя-бы в одной точке не совпал с шаблоном, то устройство никак не отреагирует.

Впрочем, баги никто не отменял! Возможно, что, сигнал будет отличаться от шаблона, но
в контрольных точках значения будут одинаковые. Получится ложное срабатывание. Казалось-бы – редкостное западло, и бороться с ним пипец сложно! Но на самом деле не всё так плохо (а местами даже хорошо).

Во-первых, у нас ведь цифровой сигнал, а значит, импульсы идут с постоянными задержками (таймингами) и просто-так не возникают. Поэтому, если точки стоят достаточно плотно, то можно не бояться, что какой-нибудь импульс будет пропущен.

Во-вторых мелкий шум (обычно выглядит, как редкие короткие импульсы) в большинстве случаев идёт лесом – ибо если он не попадёт прямо на контрольную точку, то нифига не повлияет на систему. Значит у нас есть естественная защита от шума.

Второй тип ошибок (aka «Пропуск команды») бывает из-за того, что точка расположена слишком близко к фронту импульса (к тому месту, где сигнал на выходе приёмника меняет свой уровень).
Представь себе, что через несколько микросекунд после контрольной точки сигнал должен меняться с HIGH на LOW. А теперь представь, что пульт выдал команду чуть быстрее, чем обычно (довольно часто случается). Фронт импульса сдвинулся во времени, и теперь он происходит ДО контрольной точки! Выход с приёмника не совпадёт с шаблоном и система сбросится.
Чтобы этого не происходило, нужно размещать контрольные точки подальше от фронтов.

«Всё круто» — скажешь ты – «Но откуда мне взять контрольные точки?». Вот и я над этим долго тупил. В результате решил доверить расстановку точек тебе.
На устройстве есть джампер J1. Если при включении он замкнут – устройство будет тупо передавать через UART всё, что выдаёт ИК-приёмник. На другой стороне провода эти данные принимает моя программа, которая выдаёт на экран компа импульсы с TSOP’а. Тебе остаётся только мышкой раскидать по этому графику контрольные точки, и прошить их в EEPROM. Если возможности использовать UART нету, то на помощь приходит джампер J2. Когда он замкнут – устройство не выдаёт данные по UART, а складывает их в EEPROM.

Схема
Простая до безобразия. В качестве контроллера я взял ATTiny2313. Частота 4 мегагерца, от кварца, или внутренней RC цепочки.
На отдельный разъём выведены линии RX и TX для связи, и питание. Туда – же выведен RESET для того чтобы можно было перепрошивать МК, не вынимая из устройства.
Выход фотоприёмника подключается к INT0, он подтянут к питанию через резистор в 33к. Если будут сильные помехи, то можно поставить туда резистор поменьше, например, 10к.
На пинах D4 и D5 висят джамперы. Jumper1 на D5 и Jumper2 на D4.

К пину D6 подцеплен силовой модуль. Причём симистор я взял самый мелкий из тех, что у меня были – BT131. Ток у него 1А – не круто, но зато корпус не слишком большой — ТО92. Для мелкой нагрузки самое то. Опторазвязку я сделал на MOC3023 – у неё нет датчика пересечения нуля, а значит она подходит для плавного управления нагрузкой (здесь я это так и не реализовал).

Порт B почти полностью выведен на разъём – туда можно прицепить индикатор или ещё что-нибудь. Этим-же разъёмом я пользуюсь при прошивке девайса. Пин B0 занят светодиодом.

Питается всё это дело через LM70L05 и диодный мост. То есть на вход можно подавать переменное напряжение, например, с трансформатора. Главное, чтобы оно не превышало 25 Вольт, а то умрёт либо стабилизатор, либо кондер.

Плата получилась вот такая:

Да, она немного отличается от той платы, которая лежит в архиве. Но это не значит, что я сделал себе убер-продвинутую плату, а вам подсунул демо версию :). Напротив, моя плата имеет пару недостатков, которых нет в конечной версии: у меня не выведена на штырёк ножка RESET, и светодиод висит на PB7. А это не очень способствует внутрисхемному программированию.

Прошивка
Устройство может работать в двух режимах. В первом – когда J2 замкнут – оно просто передаёт импульсы с фотоприёмника в UART. С него и начнём:

UART работает на скорости 9600, т.е, при частоте 4МГц в регистр UBRR записываем 25.

…ждём, пока не дёрнется ножка фотоприёмника. Как только она опустилась (изначально-то она болтается на pull-up резисторе) мы запускаем таймер (TIMER/COUNTER1, тот, что на 16 бит) и врубаем прерывание INT0 на любое изменение входа – any logical change (ICS00 = 1). Таймер тикает… ждём.

Импульс с пульта кончился – выход с фотоприёмника взметнулся вверх, прерывание сработало. Теперь записываем в память значение таймера и сбрасываем таймер. Ещё нужно инкрементировать указатель записи, чтобы в следующем прерывании записать в другую ячейку памяти.

Ещё импульс… выход дёргается… прерывание… запись значения таймера в память… сброс таймера… указатель + 2 (мы пишем два байта за раз)…

И так будет продолжаться до тех пор, пока не станет ясно, что конец (оперативки) близок. Или, пока сигнал не кончится. В любом случае, мы стопорим таймер и отключаем прерывания. Потом, не спеша выкидываем всё, что насобирали, в UART. Или, если J2 замкнут – в EEPROM.

В конце можно затупить в бесконечный цикл и ждать ресета – миссия выполнена.
А на выходе получится последовательность чисел. Каждое из них – время между изменениями состояния выхода TSOP’a. Зная, с чего началась эта последовательность (А мы знаем! Это перепад с HIGH на LOW), мы можем восстановить всю картину:

Второй режим. Тут мы ловим команды с пульта и управляем нагрузкой.

Прерывания не используются совсем, всё крутится в главном цикле программы. В EEPROM лежат контрольные точки. Каждая из них занимает 1 байт: 7 бит на время от последней точки и 1 бит на состояние выход TSOP’a в этой точке.

После инициализации сидим и ждём, пока TSOP дёрнется. Как только это случилось – читаем из EEPROM первую точку, и в простом цикле тупим столько, сколько там написано. При этом время считаем пачками по 32us. Выйдя из ступора, проверяем – что-там на выходе приёмника.

Если выход не совпал с тем, что мы ожидали – это не наша команда. Можно спокойно дожидаться конца сигнала и начинать всё сначала.

Если выход соответствует нашим ожиданиям – загружаем следующюю точку и проверяем её. Так до тех пор, пока не наткнёмся на точку, время которой = 0. Это значит, что точек больше нет. Значит вся команда совпала, и можно дёргать нагрузку.

Вот так, получается, простенький алгоритм. Но ведь чем проще, тем надёжнее!

Софтина
Сначала я думал сделать автоматическое запоминание шаблона. То есть ты замыкаешь джампер, тыкаешь пультом в TSOP, а МК сам расставляет контрольные точки и складывает их в EEPROM. Потом стало ясно, что идея бредовая: более-менее адекватный алгоритм получится чересчур сложным. Или не будет универсальным.

Второй идеей была программка для компа, в которой можно самому расставить контрольные точки. Не слишком технологично, но всяко лучше, чем доверять это дело МК.

Приучаем девайс отзываться на нужную кнопку пульта:

1) Замыкаем перемычку J1.

2) Подключаем UART. Если возможности его подключить нету, то замыкаем джампер J2. Тогда устройство будет скидывать данные в EEPROM.

3) Врубаем питание.

4) Если мы решили юзать UART, то запускаем софт и смотрим на строку состояния (внизу окошка). Там должно быть написано “COM порт открыт”. Если не написано, то ищем косяк в подключении и тыкаем кнопу «Подключить».

5) Берём пульт и тыкаем нужной кнопкой в TSOP. Как только девайс почует, что сигнал пошёл – загорится светодиод. Сразу после этого устройство начнёт передавать по UART (или писать в EEPROM) данные. Когда передача закончилась, светодиод гаснет.

6.1) Если работаем по UART, то жмём кнопу «Загрузить по UART». И радуемся надписи «Загрузил график…» в строке состояния.

6.2) Если работаем через EEPROM, то читаем программатором EEPROM память и сохраняем в *.bin файл. (Именно bin!). Потом нажимаем в программе кнопку «Загрузить .bin» и выбираем файл с EEPROM.

7) Смотрим на загрузившийся график – это сигнал с TSOP’a. На боковой панели есть ползунок – им можно менять масштаб. Теперь тыкаем мышкой по графику – ставим контрольные точки. Правой кнопкой точки удаляются. Только не нужно их ставить слишком близко к фронтам. Получается примерно так:

8) Нажимаем «Сохранить .bin» и сохраняем точки. Потом прошиваем этот файл в EEPROM. Так-как мы запихиваем время между двумя точками в 7 бит, то оно ограничено 4мс. Если время между двумя точками превысит это значение – программа откажется запихивать точки в файл.

9) Снимаем джамперы. Перезагружаем устройство. Готово!

Дистанционное управление на инфракрасных лучах

Инфракрасный барьер предназначен для использования в качестве датчика охранных систем. Кроме того, он может найти применение на стадионах в качестве фотофиниша, как дистанционное управление различными объектами на расстоянии до 18 метров. Подробнее.

Читайте также:  Мягкий пуск стартерного электродвигателя постоянного тока

Инфракрасный барьер предназначен для использования в качестве датчика охранных систем. Кроме того, он может найти применение на стадионах в качестве фотофиниша, как дистанционное управление различными объектами на расстоянии до 50 метров. Подробнее.

Блок позволяет дистанционно включать/выключать лампы накаливания. Управление может осуществляться практически с любого ИК пульта управления Подробнее.

Блок позволяет дистанционно включать/выключать лампы накаливания и прочие устройства. Управление может осуществляться практически с любого ИК пульта управления Подробнее.

Блок позволит управлять различными программами, поддерживающими горячие клавиши (например, Winamp) и запускать их с помощью пульта RC-5/S. Устройство подключается к персональному компьютеру через USB-порт и эмулирует стандартную клавиатуру. Конструктивно устройство выполнено Подробнее.

Предлагаемый блок в собранном виде позволяет реализовать принцип: купил – подключил. Блок позволит управлять различными программами (поддерживающими горячие клавиши, например Winamp) и запускать их с помощью пульта «Мастер Кит».
Подробнее.

Инфракрасный барьер представляет собой систему из передатчика и приёмника. Передатчик излучает ИК-сигнал. Приёмник располагается напротив передатчика на расстоянии до 20 метров. До тех пор, пока на приёмник поступает ИК-сигнал от передатчика, система Подробнее.

Устройство дистанционного управления по ИК каналу, предназначено для передачи 4-х команд в условиях прямой видимости на расстоянии до 7 м в режиме Триггер. (дальность действия может изменяться в зависимости от местонахождения Подробнее.

Устройство дистанционного управления «ДУ на ИК-лучах» (в дальнейшем Устройство) выпускается согласно принципу «купил-подключил» и предназначено для организации дистанционного управления в рамках бытовой автоматизации. Управление электронными Подробнее.

Блок представляет собой детектор присутствия, подключаемый к персональному компьютеру через USB-порт для его настройки и управлять силовыми нагрузками. С его помощью можно включать свет, водопроводные клапаны при приближении на расстояние 15 см. 1 м. Устройство Подробнее.

Предлагаемый набор позволит радиолюбителю собрать простое и надежное устройство обработки инфракрасных сигналов управления от ИК пульта управления телевизора, музыкального центра или другого бытового устройства. Устройство подключается к Подробнее.

Предлагаемый набор позволит радиолюбителю собрать устройство – детектор приближения. Применение устройства: выключение двигателя самодельного домашнего станочка в случае приближения к нему руки на опасно близкое расстояние. Подробнее.

Секундомер с инфракрасным световым барьером будет прекрасным помощником при проведении спортивных соревнований по бегу и т.д. Устройство состоит из приемника и передатчика, работающих в инфракрасном диапазоне, а также модуля часов Подробнее.

Секундомер с инфракрасным световым барьером будет прекрасным помощником при проведении спортивных соревнований по бегу и т.д. Устройство состоит из приемника и передатчика, работающих в инфракрасном диапазоне, а также модуля Подробнее.

Для систем безопасности, оснащенных видеокамерами для ночной съемки, а также для инфракрасных барьеров, применяемых в охранных системах, предлагаем использовать инфракрасный прожектор. Напряжение питания ИК–прожектора из 32-х ИК светодиодов – 12 – 14 В. Конструктивно устройство Подробнее.

Вашему вниманию предлагается набор компонентов для самостоятельной сборки игрушечного электронного светофора. Собранный экземпляр очень красив и точно имитирует логику работы настоящего светофора. Имеется возможность Подробнее.

Модули Мастер Кит с инфракрасным управлением

Среди устройств, предназначенных для дистанционного управления и контроля, устройства, использующие инфракрасное (ИК) излучение, занимают давнее и почетное место.

Например, первые пульты дистанционного управления на инфракрасных лучах появились в 1974 году благодаря фирмам Grundig и Magnavox, которые выпустили первый телевизор, оснащенный таким управлением. Датчики, использующие ИК-излучение, широко используются в автоматике.

Основным преимуществом устройств управления на ИК-лучах является их низкая чувствительность к электромагнитным помехам, а также то, что эти устройства сами не создают помех другим электронным устройствам. Как правило, ИК дистанционное управление ограничивается жилым или производственным помещением, а излучатель и приемник ИК излучения должны находиться в прямой видимости и быть направленными друг на друга.

Эти свойства определяют основную сферу применения рассматриваемых устройств – дистанционные управление бытовыми приборами и устройствами автоматики на небольших расстояниях, а также там, где требуется бесконтактное обнаружение пересечения линии прямолинейного распространения излучения.

Даже на заре своего возникновения устройства на ИК лучах были весьма просты в разработке и применении, в настоящее же время при использовании современной электронной базы такие устройства стали еще проще и надежнее. Как нетрудно заметить, даже мобильные телефоны и смартфоны оснащаются ИК-портом для связи и управления бытовой техникой по ИК-каналу, несмотря на широкое применение беспроводных технологий, таких как Bluetooth и Wi-Fi.

Компания Мастер Кит предлагает несколько модулей, работающих с использованием ИК-излучения, предназначенных для применения в проектах DIY.

Рассмотрим три устройства разной степени сложности и назначения. Для удобства основные характеристики всех устройств сведены в таблицу, расположенную в конце обзора.

  1. Инфракрасный барьер BM083 предназначен для применения в качестве датчика охранных систем, при спортивных соревнованиях в качестве фотофиниша, а также для дистанционного управления устройствами автоматики на расстоянии до 50 метров.

Устройство состоит из двух модулей – передатчика и приемника. Передатчик собран на сдвоенном интегральном таймере NE556 и формирует прямоугольные импульсы с заполнением частотой 36 кГц. Таймер имеет достаточно мощный токовый выход для того, чтобы непосредственно управлять подключенными к нему инфракрасными светодиодами.

Одиночным аналогом NE556 является знаменитый интегральный таймер NE555, который вот уже много десятков лет верой и правдой служит целой армии радиолюбителей для разработки электронных устройств. Изучить таймер на примерах 20 электронных схем, разработанных на основе этого таймера, можно с помощью набора-конструктора NR04 «Классика схемотехники» их серии Азбука электронщика. При сборке схем даже не потребуется паяльник; все они собираются на беспаечной макетной плате.

Излученный сигнал принимается приемником, основой которого является специализированная микросхема, детектируется пиковым детектором и поступает на усилитель тока на транзисторе, к которому подключено реле, позволяющее коммутировать ток до 10А.

Инфракрасный барьер, несмотря на простоту, является достаточно чувствительным устройством, и позволяет работать как на «просвет», так и на «отражение» и требует изготовления бленд для передатчика и приемника, устраняющих влияние переотраженных сигналов.

Пример применения инфракрасного барьера совместно с набором NR05 «Цифровая лаборатория» из уже упомянутой серии Азбука электронщика можно посмотреть здесь.

  1. BM8049M – это выключатель освещения с управлением от любого пульта дистанционного управления на инфракрасных лучах.

Модуль позволяет управлять освещением или другими электроприборами, используя любую кнопку пульта ДУ.

Как правило, на каждом пульте ДУ есть редко используемые или вовсе не используемые кнопки. Применив этот выключатель, вы сможете включать и выключать люстру, вентилятор и т.п. с того же пульта ДУ, с которого вы управляете телевизором или музыкальным центром.

При подаче питания модуль в течение 10 секунд «ждет» получения сигнала, соответствующего выбранной кнопке пульта, и по истечению этого времени «запоминает» нажатую кнопку. После этого для срабатывания реле модуля достаточно один раз нажать эту кнопку, при повторном нажатии реле выключится. Таким образом, реализуется режим управления типа «триггер». Модуль остается запрограммированным даже при отключении его питания.

Следует отметить, что модуль «помнит» свое последнее состояние при отключении питания.

В устройстве предусмотрен режим автоматического отключения нагрузки примерно через 12 часов после ее включения на случай, если нагрузку забыли выключить.

Реле модуля может коммутировать мощность до 1500 Вт.

  1. Комплект беспроводного управления по ИК-каналу BM8052 имеет собственный пульт ДУ с 4-мя кнопками и 4 канала управления по 2000 Вт каждый.

Каждый из 4-х каналов дистанционного управления работает в режиме «кнопка», т.е. реле канала замкнуто, пока нажата соответствующая кнопка на пульте ДУ.

С помощью модуля можно организовать реверсивное управление двумя коллекторными электродвигателями, поскольку каждое реле имеет один нормально замкнутый (NC) и один нормально разомкнутый (NO) контакты с общим проводом.

Для удобства использования каждый канал оснащен светодиодом, индицирующим включение реле.

Пульт комплекта питается от элемента CR2032.

Управление нагрузкой с большей мощностью для всех рассмотренных устройств можно осуществить с помощью модулей расширения:

– до 4000 Вт: подойдет модуль расширения MP220op;

– до 8000 Вт: подойдет модуль расширения MP246.

Модули с инфракрасным управлением

Артикул

Название

Напряжение питания

Число каналов управления

Максимальная мощность нагрузки одного канала, Вт

Примеры применения

Охранные устройства; спортивные соревнования; робототехника; устройства автоматики

Управление освещением, вентиляцией, отоплением

Комплект беспроводного управления

Реверсивное управление коллекторными двигателями; 4-х канальное управление бытовыми приборами

Почему выбирают Мастер Кит нас

Качество, проверенное временем

Уже почти 20 лет мы производим электронные устройства для всех, кто может собрать и установить их своими руками

Широкий ассортимент

От товаров для начинающих – до сложных технических устройств! Отдельные направления по обучению электронике и 3D-печати! Готовые комплекты – для простого решения Ваших задач!

Гарантия производителя

Несмотря на то, что наши товары являются технически сложными электронными приборами, мы даём на них гарантию производителя 6 месяцев.

Уникальный товар

Значительная часть наших товаров – это уникальные разработки российских инженеров, на которые подтвержден потребительский спрос. Все позиции проходят тщательный отбор и тестирование.

Импортозамещение

Мы гордимся тем, что подавляющее большинство наших товаров производится на нашем собственном производстве на территории России

Техническая поддержка

Мы оказываем всестороннюю техническую поддержку наших покупателей: по телефону, по e-mail и на нашем Форуме. Наши компетентные и опытные менеджеры по продукции помогут Вам в реализации Ваших самых смелых DIY-идей!

Удобство оплаты

Вы можете оплатить товары Мастер Кит любым удобным Вам способом: наличными при получении или онлайн, в момент оформления заказа, – банковской картой или электронными деньгами.

Масса способов доставки

Вы можете получить товары Мастер Кит любым удобным Вам способом: курьером до двери, забрать самостоятельно в более чем 120 пуктых самовывоза по всей России, или получить по Почте.

Широкая дилерская сеть

Вы можете приобрести продукцию Мастер Кит более чем в 200 магазинов наших дилеров и партнёров по всей России и в странах ближнего зарубежья

Любые объемы закупок

От розницы – до крупного опта: Вы можете купить наши товары в любом необходимом Вам количестве. Крупные оптовые партии мы произведём специально под Ваш заказ.

Специальные условия для дилеров

Гибкая и комфортная ценовая политика, уникальная онлайн-система для работы с заказами, персональный менеджер и полная поддержка

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector