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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivo di controllo remoto senza fili Cyclops. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico Ci sono situazioni in cui è necessario controllare le apparecchiature (TV, videoregistratori) secondo un programma specifico senza la partecipazione di un operatore. Ciò potrebbe essere necessario, ad esempio, nei sistemi di videosorveglianza. I tradizionali telecomandi con memoria universale per apparecchiature radio sono di scarsa utilità in questo caso, poiché è richiesta una certa sequenza di azioni, che dipende dal segnale di controllo esterno. Il dispositivo proposto svolge questo compito. Recentemente, la gamma di apparecchiature video domestiche (TV, videoregistratore) è stata arricchita con nuovi dispositivi: videocamere per porte, telecamere per il monitoraggio di un'area o di un oggetto, ecc. Ciò implica la necessità di un dispositivo in grado di controllare l'accensione/spegnimento del dispositivo secondo un dato programma, preferibilmente senza alterarli. Una delle opzioni per tale dispositivo è presentata di seguito. È destinato al controllo remoto di televisori e apparecchiature video domestiche come parte di sistemi di sorveglianza. Utilizzando questo dispositivo, puoi accendere automaticamente la TV e il videoregistratore, ciò semplificherà l'uso di spioncini video e telecamere nascoste ed eliminerà anche la necessità di acquistare un monitor. "CYCLOP" è un piccolo dispositivo con display digitale, tre pulsanti di controllo, una finestra del ricevitore IR sul lato e un emettitore IR esterno. Il dispositivo può essere posizionato in qualsiasi luogo conveniente per l'utente e l'emettitore IR è fissato alla parete o al mobile di fronte alla TV e al videoregistratore. Lo schema "del dispositivo è mostrato in Fig. 1.
Cominciamo con una breve descrizione del principio di trasmissione dei comandi ai telecomandi delle apparecchiature domestiche. Esistono diversi modi per codificare le informazioni per la trasmissione su un canale IR. Il primo è la modulazione ad alta frequenza. Una frequenza portante vicina a 43,5 kHz viene modulata con un messaggio informativo a frequenza relativamente bassa. Ciò consente di eliminare la componente costante dello sfondo infrarosso della stanza. Il secondo metodo è presentare il comando sotto forma di codice “MANCHESTER”, che non ha stati zero o uno lunghi ed è quindi ben protetto dalle interferenze. Per utilizzare in modo più economico la durata della batteria del telecomando, alcuni produttori utilizzano un metodo di trasmissione del codice monouso. Quando si preme un tasto sul telecomando, viene prima trasmesso un messaggio con un codice di comando, seguito da messaggi relativamente brevi con un codice per tenere premuto il tasto. Il compito del dispositivo è ricevere e decodificare i comandi, registrarne la memoria non volatile e quindi, dopo aver ricevuto un segnale dall'esterno, trasmettere questi comandi in una determinata sequenza. La qualità del lavoro dipende in gran parte dall'accuratezza della ricezione dei comandi. Il modulo BL1, un fotorilevatore standard a chip singolo di una TV a colori, è progettato per l'immissione di comandi dal telecomando. Dall'uscita del modulo, la sequenza digitale inertizzata, depurata dalla componente costante, viene inviata all'ingresso P3.2 del microcontrollore DD1. È meglio utilizzare un fotorilevatore già pronto, poiché questo dispositivo pone requisiti piuttosto elevati. Fotorilevatori di vario tipo sono ora in vendita nei negozi. Le informazioni elaborate sui comandi ricevuti in una forma speciale sono memorizzate nella ROM DS1. La sequenza di codice generata dall'uscita P1.0 del controller DD1 viene fornita all'ingresso dell'elemento DD2.4 che, abbinato a DD2.3, forma un generatore di impulsi con un periodo di ripetizione di 27,2 μs. Questo parametro deve essere mantenuto il più accuratamente possibile, poiché la maggior parte dei fotorilevatori a chip singolo e delle apparecchiature domestiche per ricevere comandi dai telecomandi sono unificati e hanno gli stessi parametri di frequenza portante. Dall'uscita dell'elemento DD2.4, la sequenza di codice viene fornita all'amplificatore di corrente - transistor VT2. Il transistor è caricato da due diodi emettitori IR BI1 e BI2. Controllano l'apparecchiatura video stessa. Diodi di diverso tipo - AL156A e AL145A - non sono stati scelti per caso. Il fatto è che la lunghezza d'onda delle radiazioni provenienti dai telecomandi di vari televisori e apparecchiature video può variare a seconda dei diversi produttori. Pertanto sono stati utilizzati due diodi diversi per ottenere uno spettro di radiazioni più ampio. Se la potenza non è sufficiente (questo accade quando l'apparecchiatura si trova in luoghi diversi), è possibile aumentare il numero di LED selezionando il resistore R15. Il dispositivo CYCLOP dispone di due ingressi universali. L'ingresso 1 - con isolamento galvanico sul fotoaccoppiatore U1 - è progettato per una tensione continua in ingresso di 12 V, ma se lo si collega tramite un condensatore di estinzione, è possibile funzionare anche da una rete di ~220 V (ad esempio, collegare un campanello dell'appartamento ). L'ingresso 2 è l'ingresso di un trigger Schmitt, assemblato sul transistor VT1 e sull'elemento DD2.2. A questo ingresso possono essere forniti sia 12 V che qualsiasi segnale analogico proveniente da un amplificatore microfonico o da un citofono audio. I segnali provenienti da entrambi gli ingressi passano attraverso un filtro digitale, il cui coefficiente di trasmissione è impostato dal software. Entrambi gli ingressi sono in grado di attivarsi da qualsiasi fronte di impulso, il che consente di utilizzare il dispositivo con vari sensori. Il dispositivo è assemblato su un circuito stampato (Fig. 2) da un laminato in fibra di vetro rivestito con pellicola su un lato con uno spessore di 1,5 mm. Resistori R17-R32 - P1-12 o altri per montaggio superficiale (sono saldati al circuito stampato dal lato conduttore). Se non sono presenti resistori a montaggio superficiale, è possibile praticare dei fori e installare verticalmente il normale MLT 0,125. L'indicatore LED digitale HG1 (di King Bright) è saldato alla scheda dal lato di stampa sopra i resistori R23, R24, R31, R32. Inoltre, si trova con i punti rivolti verso l'alto. I pulsanti di controllo si trovano anche sul lato di stampa. Lo stabilizzatore DA1 è avvitato alla scheda, la lamina sottostante funge da dissipatore di calore.
Il programma è scritto tenendo conto del fatto che la frequenza dell'oscillatore principale è di 24 MHz. A proposito, puoi utilizzare un risonatore al quarzo a una frequenza diversa, da 10 MHz o più. Fotoricevitore IR BL1 - da TV e videoregistratori Funai, Samsung, LG. Acceleratore L1 - DM-0,1. Il microcontrollore DD1 (di ATMEL) è installato in un pannello saldato alla scheda. Durante la programmazione dell'apparecchio i conduttori di collegamento dovrebbero essere quanto più corti possibile per ridurre l'influenza dei disturbi. Si consiglia di coprire la finestra del fotorilevatore con un filtro luminoso che trasmetta solo raggi IR. Il telecomando deve essere posizionato ad una distanza di 10...60 cm dal dispositivo. I comandi dal pannello di controllo della TV o del registratore vengono inseriti nella memoria del dispositivo. Su comando del sensore del pulsante del campanello esterno, il dispositivo eseguirà il programma specificato: accenderà o accenderà la TV e il videoregistratore. Il pannello di controllo contiene tre pulsanti e un display. Utilizzando i pulsanti, l'utente può selezionare diverse opzioni operative. La memoria del dispositivo è divisa in 16 sezioni (programmi), ciascuna delle quali può essere composta da 16 passaggi (comandi di controllo hardware). Per il funzionamento normale ed efficiente del dispositivo nel sistema di videosorveglianza è necessario inserire correttamente il programma in memoria. Per comprendere meglio il principio della programmazione, facciamo un esempio. Diciamo che quando suona il campanello, devi accendere la TV per 15 secondi, poi spegnerla, accendere il videoregistratore per registrare per 30 secondi e poi spegnere anche quello. Poiché alcuni televisori non sono in grado di accettare immediatamente i comandi del telecomando subito dopo l'accensione, è necessario fare una pausa di 5 secondi prima di accendere l'ingresso video del televisore (AV) a cui è collegato lo spioncino video. Immaginiamo come è possibile eseguire queste operazioni utilizzando i telecomandi del televisore e del videoregistratore.
Proviamo ora a tradurre questo algoritmo di controllo in un programma per il dispositivo CYCLOP.
Dovresti stare molto attento quando progetti il tuo programma. L'esempio considerato non tiene conto di tutte le caratteristiche del sistema di sorveglianza e le apparecchiature domestiche spesso funzionano secondo algoritmi diversi, con tempi di reazione diversi. Il dispositivo ha cinque modalità di funzionamento. MODALITÀ "PROGRAMMA" - PROGRAMMAZIONE La modalità "PROGRAM" si attiva premendo il pulsante "Mode" dell'SB1. Il display mostrerà '00' (il punto davanti indica che la programmazione è abilitata). Se i programmi sono già stati inseriti e uno di essi necessita di essere modificato, selezionarlo utilizzando i pulsanti SB2 "<<<" o SB3 ">>>". Il simbolo nella prima familiarità della scheda è il numero del programma selezionato in codice esadecimale (0 è il primo, F è il sedicesimo), e nella seconda è il numero seriale del passo (comando) nel programma, anche in codice esadecimale. Si prega di prestare attenzione al tipo di pannello di controllo utilizzato. Il fatto è che i sistemi di controllo remoto utilizzano diversi tipi di comandi. Le differenze nel lavorare con una TV o un videoregistratore possono essere completamente invisibili, ma questi comandi vengono inseriti in modo diverso nel dispositivo CYCLOP. Per i comandi semplici (senza risparmio energetico) tutto è semplice: una pressione - un comando. Quando si immettono comandi di tipo diverso, sarà necessario premere tre volte lo stesso pulsante del telecomando affinché CYCLOP possa comprendere il comando trasmesso. La differenza sarà immediatamente visibile nel funzionamento del dispositivo. Fino a quando il comando non sarà definito in modo affidabile, non ci sarà alcuna transizione al passaggio successivo! Definito il comando, il dispositivo passa alla fase successiva della programmazione: il numero sul display aumenta di uno. Ora puoi inserire il tempo di pausa tra i comandi o il comando successivo nel programma. Il tempo di pausa si inserisce tramite i pulsanti "<<<" o ">>>"; può essere modificato da 1 a 256 s. Ogni pressione aggiunge un ritardo di 1 s, il tempo totale in secondi viene visualizzato in codice esadecimale sul display. Ad ogni pressione di questi tasti il display indicherà per circa un secondo la durata del ritardo che verrà eseguito DOPO il comando appena impartito. Per impostazione predefinita, ha il valore minimo possibile: 1 s. Dopo aver specificato tutti gli step del programma, premendo il pulsante SB1 “Mode”, è possibile interrompere la programmazione e utilizzare i pulsanti SB2 e SB3 per selezionare il programma successivo da inserire. Premendo nuovamente il pulsante "Modalità" il dispositivo passerà alla modalità "LAVORO" (questo verrà discusso di seguito). Se durante la programmazione viene inserito un comando già inserito in precedenza, ad esso non viene assegnato uno spazio separato in memoria e nel programma viene inserito solo il suo numero. Si può distinguere tra l'introduzione iniziale e ripetuta di un comando nel modo seguente: durante l'immissione iniziale, quando il dispositivo non lo identifica con nessuno dei comandi già in memoria, appare un punto sull'indicatore nella seconda familiarità del display ( '0'0) e rimane fino al rilascio del pulsante del telecomando; nello stesso caso, se il dispositivo trova il comando inserito tra quelli già presenti in memoria, nella seconda familiarità non compare il punto. Questa funzione è utile per determinare l'affidabilità dell'acquisizione del codice del dispositivo. Se si immette ripetutamente lo stesso comando e tutti i tentativi, o alcuni di essi, tranne il primo, sono accompagnati dalla comparsa di un punto di familiarità nel secondo, significa che il codice non è stato determinato con sicurezza. Dovresti scegliere la distanza tra il dispositivo e il telecomando o eliminare lo sfondo infrarosso in eccesso nell'appartamento (ad esempio, chiudere le tende se fuori splende il sole). Vale la pena notare che a volte ci sono telecomandi che, quando si preme due volte lo stesso pulsante, generano codici leggermente diversi l'uno dall'altro. Ad esempio, il telecomando di uno dei televisori SAMSUNG dava l'ultimo bit uguale a uno ad ogni pressione dispari, mentre ad ogni pressione pari questo bit era uguale a zero. Questa funzionalità non influisce sul funzionamento del dispositivo. "MODALITÀ DI PROVA La modalità "TEST" è destinata al debug e al test del programma. Si compone di due sezioni: controllo dei comandi e dei programmi. È possibile accedere a queste modalità dalla modalità di programmazione. Quando si premono contemporaneamente i pulsanti SB2 e SB1, il display mostrerà L0. Il simbolo L significa controllare il comando e il numero 0 indica il suo numero, il primo. È possibile selezionare il comando da verificare utilizzando i pulsanti SB2 e SB3. Quando si preme il pulsante SB1, il dispositivo riprodurrà il comando selezionato. Quando si premono contemporaneamente i pulsanti SB3 e SB1, il display mostrerà NO. In questa modalità è possibile testare un intero programma. È possibile selezionare il programma da controllare utilizzando i pulsanti SB2 e SB3. Quando si preme il pulsante SB1, il dispositivo riprodurrà il programma selezionato. In questo modo potrai verificare il funzionamento di ogni singolo comando e del programma nel suo insieme. Se almeno un comando fallisce è necessario riprogrammare il dispositivo con maggiore attenzione. Se viene riscontrato un errore nell'esecuzione del programma, è possibile tornare alla modalità "PROGRAMMA" e riprogrammare solo quel programma. È possibile uscire dalla modalità "TEST" premendo nuovamente gli stessi pulsanti premuti in fase di ingresso. MODALITÀ LAVORO La modalità "LAVORO" è quella principale. L'utente può scegliere il numero del programma registrato in memoria in base al quale funzionerà il dispositivo. Esempi di letture del display in modalità "WORK": simboli lampeggianti 10 o 3- o 04. Questa è la modalità di attesa di un impulso da qualsiasi ingresso. La prima cifra indica il numero del programma che verrà lanciato dall'ingresso 1, la seconda cifra indica il numero del programma che verrà lanciato dall'ingresso 2. Se invece di un numero sul display appare un trattino significa che il l'ingresso corrispondente è disabilitato e il dispositivo non risponderà all'impulso. Quando due trattini lampeggiano sul display, entrambi gli ingressi sono disabilitati e “CYCLOP” non eseguirà alcun programma. È possibile selezionare un programma per ciascun ingresso utilizzando i pulsanti SB2 e SB3. Se per un certo tempo non viene ricevuto alcun impulso all'ingresso, il display si spegne e il dispositivo continua a funzionare in modalità “LAVORO” senza indicazione. Questa funzione è necessaria per garantire che il display non attiri eccessiva attenzione. Il display può essere acceso premendo il pulsante SB2 o SB3. L'intervallo di tempo prima dello spegnimento del display è impostato nei parametri del dispositivo. MODALITÀ ATTIVA Se il dispositivo è in modalità "LAVORO" e riceve un impulso in uno qualsiasi dei suoi ingressi per i quali è definito un programma, passa in modalità "ATTIVO". La durata dell'impulso deve superare un determinato valore (parametro P0 o P1 nella sezione parametri). Ciò è necessario per evitare falsi allarmi del dispositivo dovuti a brevi impulsi che potrebbero apparire a causa di interferenze. Subito dopo il passaggio alla modalità "ATTIVO", il CYCLOP inizia ad eseguire il programma definito per questo ingresso. Sul display viene visualizzato un simbolo speciale sotto forma di tre linee orizzontali e il numero del comando che viene trasmesso. Al momento, il dispositivo non è in grado di percepire la pressione di pulsanti o ripetuti impulsi di input. Una volta terminata l'esecuzione del programma, il dispositivo tornerà in modalità “LAVORO”. MODALITÀ PARAMETRI Questa modalità è necessaria solo durante la programmazione del dispositivo. È possibile accedervi dalla modalità di programmazione premendo contemporaneamente i pulsanti SB2 e SB3. Elenchiamo i parametri che possono essere impostati in questa modalità.
I parametri PO e P1 sono specificati in centesimi di secondo e, di conseguenza, possono assumere valori compresi tra 0,01 e 2,56 s. Impostando i parametri PO o P1 uguali a zero si garantisce che il dispositivo venga attivato al primo cambiamento del livello del segnale. Il livello attivo per gli ingressi è il livello opposto a quello che era presente all'ingresso quando il dispositivo è entrato nella modalità “LAVORO”. Se è necessario fornire all'ingresso 2 una tensione alternata con frequenza di 50 Hz, allora il parametro P1 dovrà essere impostato uguale a zero, poiché in questo caso all'ingresso si avrà una tensione pulsante con frequenza di 50 Hz e una durata inferiore a 0,01 s. Il parametro P2 imposta il numero di trasmissioni del codice di comando quando il dispositivo esegue ogni passo del programma. Questo parametro è necessario in situazioni in cui l'oggetto controllato (TV o videoregistratore) non percepisce con sicurezza i comandi inviati. Di solito è sufficiente un valore pari a 2-3. Il significato del parametro P3 è l'intervallo tra l'invio dei comandi in un burst, espresso come percentuale della lunghezza del comando (la sua durata nel tempo). È stato introdotto per ogni evenienza, poiché l'intervallo “proprietario” tra i comandi del telecomando non viene misurato e non registrato in memoria. La pratica ha dimostrato che questo parametro è quasi del tutto acritico entro i limiti di regolazione specificati. Il parametro P4 viene modificato nel caso venga utilizzato un risuonatore al quarzo con frequenza diversa da quella indicata nel diagramma. Questo parametro viene utilizzato esclusivamente per la corretta generazione degli intervalli temporali tra i comandi e degli intervalli di guardia. Non dobbiamo dimenticare che minore è la frequenza dell'orologio, peggiore è la precisione della registrazione e della riproduzione dei comandi. La frequenza del quarzo predefinita è 24 MHz. I parametri P6 e P7 sono di riferimento; riflettono i numeri di programma assegnati rispettivamente agli ingressi 1 e 2. Nella modalità "PARAMETRI" non possono essere modificati. Il parametro P8 determina il tempo in secondi che intercorre tra l'ultima pressione del pulsante e lo spegnimento del display. Durante la programmazione CYCLOP può segnalare errori. Quasi tutti gli errori vengono ripristinati automaticamente. Ecco la loro descrizione:
Se la memoria del dispositivo è piena, è necessario eseguire un'operazione di cancellazione. Per fare ciò, è necessario accedere alla modalità "PROGRAMMA" e premere tutti e tre i pulsanti contemporaneamente. Sul display appariranno simboli lampeggianti sotto forma di tre linee orizzontali. Senza rilasciare i pulsanti, è necessario attendere la comparsa dei trattini e tutte le informazioni nella memoria dei comandi e dei programmi verranno cancellate. I parametri del dispositivo rimangono invariati senza modifiche. Software per il microcontrollore Autori: D.Bespyatykh, A.Kolesnikov, Pervouralsk, regione di Sverdlovsk.
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