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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un dispositivo di controllo remoto multicomando su un microcontrollore per la conduzione di spettacoli pirotecnici utilizzando accenditori elettrici. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / microcontrollori Il dispositivo di controllo remoto multicomando che presentiamo alla vostra attenzione è stato sviluppato per lo svolgimento di spettacoli pirotecnici tramite accenditori elettrici. Avendo indubbi vantaggi rispetto agli ingombranti telecomandi cablati, non è tuttavia inferiore a loro in termini di affidabilità, grazie all'utilizzo di componenti moderni e alla codifica del segnale digitale. È ovvio che il campo di applicazione di questo tipo di dispositivi è molto ampio. Il telecomando è composto da una parte trasmittente e da otto parti riceventi (30 comandi ciascuna). I fuochi d'artificio vengono controllati dalla tastiera di un personal computer standard collegata alla parte trasmittente del telecomando. La parte trasmittente è dotata di un display per visualizzare la modalità operativa attuale ed il numero dei comandi eseguiti. Sono presenti LED (2 pezzi) sul pannello frontale del trasmettitore. Uno è un indicatore per l'accensione dell'amplificatore di potenza del trasmettitore, il secondo è un indicatore di batteria scarica. Se la portata tra i ricevitori e il trasmettitore non supera i 20-30 m, è possibile lavorare con l'amplificatore di potenza spento. In questo caso la corrente consumata dalla parte trasmittente sarà di 50 mA. Se è necessaria una portata maggiore, è necessario accendere l'amplificatore di potenza (F12 sulla tastiera). In questa modalità il consumo di corrente sarà di 150 mA. Durante i test a una distanza di circa 1 km in aree aperte è stato osservato un funzionamento sicuro. I canali radio del dispositivo funzionano a frequenze relativamente elevate: 166,7 MHz (canale 0). La comodità di queste frequenze è ovvia: con antenne di piccole dimensioni (40 cm) e una bassa potenza di trasmissione (0,3 W), si ottiene una gamma "decente" di funzionamento affidabile. Il dispositivo dispone di 10 canali di comunicazione in frequenza, come un radiotelefono o una stazione radio. Il passaggio da un canale all'altro avviene premendo il tasto F11. Quando si passa al canale di frequenza successivo, i ricevitori reagiscono con una "luce corrente" sulla fila inferiore di LED, per facilitare l'esecuzione dei comandi. Per stabilizzare le frequenze dell'oscillatore locale e dell'oscillatore principale del trasmettitore, vengono utilizzati sintetizzatori a griglia di frequenza, implementati sui microcircuiti Sanyo LM 7001, che si sono dimostrati efficaci in molti progetti a frequenze anche superiori alle specifiche di questo microcircuito. Ciascuno dei ricevitori è dotato di un monitor a bassa frequenza (non mostrato nello schema) per la valutazione uditiva della situazione di interferenza in un luogo specifico in cui viene utilizzato il dispositivo. Modalità di funzionamento
registrazione
Quando tutte le schede sono correttamente assemblate e non sono ancora state saldate nella scheda madre, è consigliabile effettuare una regolazione approssimativa dell'oscillatore principale del trasmettitore e dell'oscillatore locale del ricevitore. Applicando +5 V al ramo 4 dell'MC3361, collegare l'ULF al nono ramo e assicurarsi che ci sia rumore dal rilevatore di frequenza. Ruotando il nucleo del circuito di sfasamento si ottiene il massimo valore di rumore. Inoltre, il campo di regolazione del nucleo dovrebbe consentire di ottenere il massimo rumore approssimativamente nella sua posizione centrale.
Successivamente, viene misurata la frequenza dell'oscillatore locale del ricevitore. Fino a quando il sintetizzatore non sarà “cucito” con il controller, la frequenza sarà molto instabile. Selezionando le capacità contrassegnate nel diagramma *, otteniamo una lettura approssimativa del frequenzimetro di circa 155 MHz. Durante l'accordatura approssimativa, non dovresti toccare le spire della bobina dell'oscillatore locale, ma puoi saldare temporaneamente una capacità di 1-7 pF in parallelo. Quindi il controller, il filtro e le schede display vengono saldati alla scheda madre. Se tutto è assemblato correttamente e il processore viene “flashato”, sul tabellone viene avviato il comando “running fire”. Questo comando di test verrà eseguito ogni volta che viene accesa l'alimentazione sulla parte ricevente. Passo successivo. Con attenzione, utilizzando fili lunghi, saldare la scheda del ricevitore con il midrange alla "scheda madre". Misurare la tensione al punto di misura (2,5+/- 0,5V) Regolare nuovamente l'oscillatore locale selezionando con maggiore precisione le capacità di 68 e 39 pF finché non appare la tensione desiderata. La regolazione finale si ottiene allontanando le spire del contorno. In questo caso, non è desiderabile lasciare il condensatore di sintonizzazione in parallelo con esso, poiché al minimo cambiamento della sua capacità (temperatura, shock), l'oscillatore locale lascerà la regione di cattura del PLL. È necessario schermare il circuito. Ripetiamo le stesse procedure con la gamma media del trasmettitore, con l'unica differenza che l'indicatore di normale funzionamento del controller e degli altri componenti della "scheda madre" del trasmettitore sarà "0 0 0" sul display e il suono proveniente dal emettitore piezoelettrico. Colleghiamo la tastiera alla presa e ci assicuriamo che quando si premono i tasti, i loro numeri vengano visualizzati sul display. L'alimentazione del display è di circa 1,3V (selezionata in base all'assenza di illuminazione dei segmenti non necessari). Quando viene regolata la gamma media della parte trasmittente (al punto di controllo 2,5 V +/- 0.5 V), impostiamo la sua frequenza su 166,7 MHz selezionando con precisione i condensatori vicino al quarzo da 7,2 MHz, contrassegnati *. Accendiamo la parte ricevente e sintonizziamo esattamente il segnale del trasmettitore (selezionando gli stessi condensatori, solo sulla gamma media del ricevitore), monitorando la perdita di rumore dal pin 9 dell'MS 3361. Allontaniamo il trasmettitore dal ricevitore finché il ricevitore non fa rumore. Configuriamo il circuito di adattamento per collegare l'oscillatore locale al mixer per garantire la massima perdita di rumore possibile. Premere uno qualsiasi dei tasti alfabetici sulla tastiera. Sentiamo il codice nel ricevitore. Regoliamo il circuito di sfasamento fino a quando la distorsione del suono scompare, riducendo contemporaneamente l'ampiezza della modulazione nel trasmettitore. Quindi impostiamo il livello di modulazione sul suono normale e non distorto proveniente dal ricevitore sul nono ramo dell'MC9. La sintonia finale del ricevitore si effettua regolando le spire delle bobine AMP alla massima sensibilità con l'antenna accesa (quarto d'onda). Durante questa fase di configurazione, l'amplificatore di potenza del trasmettitore è sempre spento e ad esso non è collegata alcuna antenna. Prossima fase. Controlliamo il suono sul pin 7 dell'LM358 (uscita del filtro del secondo ordine con una frequenza di risonanza di 1,5 kHz). Questa è la frequenza del tono pilota generata dal trasmettitore. Non è necessario configurare il filtro. In assenza di segnale, sul 7° ramo del filtro deve essere presente metà della tensione di alimentazione (2,5 V). Quando il trasmettitore è spento, il rumore BH dopo il filtro è appena udibile e 1,5 kHz passa con un'ampiezza di 0,5 V. Successivamente, controlliamo il suono sulla porta "controllo". Questa è l'uscita digitale del comparatore interno del processore. Il suono dovrebbe essere chiaro anche se insieme al codice si sente circa il 50% del rumore. A questo punto i LED sulla scheda di indicazione dovrebbero accendersi, secondo i comandi provenienti dalla tastiera della parte trasmittente. Il comparatore del processore è impostato nel software su 2,55 V. La tensione di riferimento viene prelevata dal bus di alimentazione all'interno del chip. Pertanto, se il 5A ROLL consente alla tensione di spostarsi in entrambe le direzioni, anche la tensione di riferimento cambierà. La condizione principale è che il filtro e il controller siano alimentati dallo stesso bus, quindi “andranno alla deriva” insieme, il che non influirà sulla soglia di risposta del comparatore. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai resistori da 22k che formano il punto medio artificiale per l'LM358, devono essere identici. Selezionando una resistenza da 120k che collega il nono ramo dell'MC9 e l'ingresso del filtro, si ottiene la risposta massima del comparatore quando il segnale passa attraverso il rumore. Tuttavia, non dovresti ridurre troppo la resistenza. Un compromesso ragionevole può essere considerato il verificarsi periodico di “uno” sulla porta di controllo (circa una volta ogni 3361 secondi) a causa del rumore del buco nero quando il trasmettitore è spento. Amplificatore Prima di impostare il PA, è necessario regolare le spire dei circuiti del filtro passa-banda all'ingresso per ottenere una tensione RF massima con un carico di 50 Ohm collegato al gate CC e al filo comune. Questa tensione dovrebbe essere 100 mV. Selezionando un partitore di tensione collegato al gate, la corrente di riposo dello stadio finale viene impostata entro 100 mA. All'uscita è collegato un carico equivalente e, principalmente regolando il circuito in serie tra il PT e il filtro passa basso, si ottiene la tensione massima sul carico. Dopo aver collegato l'antenna, dovresti combattere l '"eccitazione" se si presenta. In pratica, questo non è stato osservato, ma se il PA era assemblato su un transistor bipolare a microonde (c'era un'opzione sul BFG 135), era lì. In questo caso, l'induttanza del collettore viene bypassata con una resistenza di circa 100 Ohm. È necessario prestare attenzione anche alla qualità del segnale con il PA spento e quando è acceso. Quando si accende il PA, la qualità del segnale (bassa frequenza dall'uscita del ricevitore) non dovrebbe deteriorarsi. Ciò vale anche per l'antenna telescopica ripiegata o aperta quando il PA è acceso. La parte digitale è composta da un controller e registri a scorrimento. Il codice ricevuto dal microcontrollore viene convertito in dati e flash per i registri a scorrimento che impostano il log 1 sui pin corrispondenti ai comandi ricevuti. La parte di potenza è costituita da potenti interruttori controllati da registri a scorrimento. Con linea tratteggiata è evidenziato lo schema del dispositivo di potenza attuatore per il 23° comando. I restanti canali sono identici.Il transistor ad effetto di campo inferiore nel diagramma (risoluzione della modalità di ripresa reale) è comune a tutti i 30 interruttori di potenza. I registri a scorrimento sono alimentati separatamente dallo stabilizzatore a 6 volt in modo che le loro uscite, caricate sui LED, abbiano una tensione sufficiente per garantire la modalità operativa chiave dei potenti DC. Dettagli Fondamentalmente il dispositivo viene assemblato utilizzando elementi SMD estranei. I transistor dell'inverter di fascia media possono essere letteralmente qualsiasi silicio a bassa potenza con un guadagno di almeno 100 (ad esempio, l'analogo straniero di KT 315 nella versione SMD). I varicap sono stati saldati dal radiotelefono Harvest, la loro marca corrisponde allo schema 1SV215 (con altri non sono stati effettuati esperimenti). Tutte le bobine, ad eccezione dei circuiti eterodina e di sfasamento del ricevitore, hanno 4 spire di filo con un diametro di 0,6 mm, il diametro totale della bobina è di 5 mm. Il circuito dell'oscillatore locale del ricevitore ha 5 spire dello stesso filo, il diametro della bobina è lo stesso. Il circuito di sfasamento è stato preso, ancora una volta, da Harvest e ha 140 spire di filo, 0,07 mm di diametro. Questo circuito può essere realizzato indipendentemente avvolgendo 140 giri di filo sul circuito (ad esempio, da ricevitori VHF importati). Con 140 spire era sempre possibile entrare in risonanza selezionando una capacità parallela a questo circuito. I file PCB sono qui (non sottoposti a mirroring). I circuiti stampati potrebbero non corrispondere leggermente al circuito (a livello di un resistore aggiuntivo nei circuiti di alimentazione o di una capacità di blocco aggiuntiva). Ci sono 2 schede trasmittenti (nessuna differenza significativa), poiché sono state assemblate 2 opzioni.
Va notato che durante lo sviluppo di questo dispositivo sono state adottate misure speciali, sia a livello software che hardware, per combattere i falsi positivi. Scarica i file di layout PCB in formato lay Versioni demo del firmware per i controller del trasmettitore e un ricevitore possono essere ottenute gratuitamente dall'autore Autore: Sergey, Kremenchug, 8-050-942-35-95, blaze@vizit-net.com, blaze2006@ukr.net; Pubblicazione: cxem.net
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