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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo de controle remoto sem fio Cyclops. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Relógios, temporizadores, relés, interruptores de carga Existem situações em que você precisa controlar equipamentos (TVs, videocassetes) de acordo com um programa específico sem a participação de uma operadora. Isso pode ser necessário, por exemplo, em sistemas de vigilância por vídeo. Controles remotos de memória universal convencionais para equipamentos de rádio são de pouca utilidade aqui, pois é necessária uma certa sequência de ações, que depende de um sinal de controle externo. O dispositivo proposto executa esta tarefa. Recentemente, o círculo de equipamentos de vídeo doméstico (TV, videocassete) foi reabastecido com novos dispositivos - câmeras de vídeo de porta, câmeras para monitorar um território ou objeto, etc. de acordo com um determinado programa, e de preferência sem alterá-los. Um desses dispositivos é mostrado abaixo. Ele é projetado para controle remoto de equipamentos domésticos de televisão e vídeo como parte de sistemas de vigilância. Com este dispositivo, você pode ligar automaticamente a TV e o videocassete, o que simplificará o uso do olho de vídeo e das câmeras ocultas, além de eliminar a necessidade de adquirir um monitor. "CYCLOPS" é um pequeno dispositivo com display digital, três botões de controle, com uma janela de receptor IR na lateral e um emissor IR remoto. O dispositivo pode ser colocado em qualquer local conveniente para o usuário e o emissor de infravermelho é fixado na parede ou móvel oposto à TV e ao videocassete. Esquema "do dispositivo é mostrado na Fig. 1.
Vamos começar com uma breve descrição do princípio de transmissão de comandos de controles remotos para equipamentos domésticos. Existem várias maneiras de codificar informações para transmissão pelo canal IR. A primeira é a modulação de alta frequência. Uma frequência portadora próxima a 43,5 kHz é modulada com um pacote de informações de frequência relativamente baixa. Isso permite que você se livre do componente constante do fundo infravermelho da sala. A segunda maneira - o comando é apresentado na forma do código "MANCHESTER", que não possui estados zero ou únicos longos e, portanto, está bem protegido contra interferências. Alguns fabricantes usam o método de transmissão de código único para economizar a vida útil da bateria do controle remoto. Quando você pressiona uma tecla no controle remoto, um pacote com o código de comando é transmitido primeiro e, em seguida, pacotes relativamente curtos com o código de manter a tecla pressionada seguem. A tarefa do dispositivo é receber e decodificar comandos, gravá-los na memória não volátil e, a seguir, receber um sinal de fora, transmitir esses comandos em uma determinada sequência. A qualidade do trabalho depende muito da precisão dos comandos recebidos. O módulo BL1 - um fotodetector de chip único padrão de uma TV colorida - foi projetado para inserir comandos do controle remoto. Da saída do módulo, a sequência digital inerte, limpa do componente constante, é alimentada à entrada P3.2 do microcontrolador DD1. É melhor usar um fotodetector pronto, pois requisitos bastante altos são impostos a ele neste dispositivo. Fotodetectores de vários tipos já estão à venda nas lojas. As informações processadas sobre os comandos recebidos em um formulário especial são armazenadas na ROM do DS1. A sequência de código gerada da saída P1.0 do controlador DD1 é alimentada na entrada do elemento DD2.4, que junto com DD2.3 forma um gerador de pulso com um período de repetição de 27,2 μs. Este parâmetro deve ser mantido com a maior precisão possível, pois a maioria dos fotodetectores de chip único, equipamentos domésticos para receber comandos de controles remotos são unificados e possuem os mesmos parâmetros de frequência portadora. Da saída do elemento DD2.4, a sequência de código é alimentada ao amplificador de corrente - transistor VT2. O transistor é carregado com dois diodos emissores de IR BI1 e BI2. Eles também gerenciam o próprio equipamento de vídeo. Diodos de diferentes tipos - AL156A e AL145A - não foram escolhidos por acaso. O fato é que o comprimento de onda da radiação dos painéis de controle remoto de diferentes equipamentos de televisão e vídeo de diferentes fabricantes pode variar. Portanto, dois diodos diferentes são usados para obter um espectro de emissão mais amplo. Se não houver energia suficiente (isso acontece quando o equipamento está localizado em locais diferentes), você pode aumentar o número de LEDs escolhendo um resistor R15. O aparelho CYCLOP dispõe de duas entradas universais. A entrada 1 - com isolamento galvânico no optoacoplador U1 - foi projetada para uma tensão CC de entrada de 12 V, mas se for conectada por meio de um capacitor de extinção, também pode funcionar a partir de uma rede de ~ 220 V (por exemplo, conectar uma campainha doméstica ). A entrada 2 é a entrada do gatilho Schmitt, montado no transistor VT1 e no elemento DD2.2. Esta entrada pode ser usada tanto para 12 V quanto para qualquer sinal analógico de um amplificador de microfone ou intercomunicador de áudio. Os sinais de ambas as entradas passam por um filtro digital, cujo coeficiente de transmissão é definido por software. Ambas as entradas são capazes de disparar em qualquer borda, permitindo que o dispositivo seja usado com uma variedade de sensores. O dispositivo é montado em uma placa de circuito impresso (Fig. 2) de fibra de vidro de folha unilateral de 1,5 mm de espessura. Resistores R17-R32 - R1-12 ou outros para montagem saliente (são soldados à placa de circuito impresso pela lateral dos condutores). Se não houver resistores de montagem em superfície, você pode fazer furos e montar o MLT 0,125 convencional verticalmente. O indicador LED digital HG1 (King Bright) é soldado à placa do lado da impressão sobre os resistores R23, R24, R31, R32. Além disso, está localizado pontos para cima. Os botões de controle também estão localizados no lado de impressão. O estabilizador DA1 é aparafusado à placa, a folha sob ela atua como um dissipador de calor.
O programa é escrito levando em consideração o fato de que a frequência do oscilador mestre é de 24 MHz. A propósito, você pode usar um ressonador de quartzo para uma frequência diferente - de 10 MHz ou mais. Fotodetector IR BL1 - de TVs e videocassetes Funai, Samsung, LG. Acelerador L1 - DM-0,1. O microcontrolador DD1 (ATMEL) é instalado em um painel soldado à placa. Ao programar o dispositivo, os fios de conexão devem ser os mais curtos possíveis para reduzir o efeito de interferência. É desejável fechar a janela do fotodetector com um filtro de luz que transmita apenas raios infravermelhos. O controle remoto deve ser colocado a uma distância de 10...60 cm do dispositivo. Comandos do controle remoto da TV ou gravador são inseridos na memória do dispositivo. Ao comando do sensor externo do botão de chamada, o dispositivo executará o programa especificado: ligue ou ligue a TV e o videocassete. O painel de controle tem três botões e um display. O usuário pode selecionar diferentes opções usando os botões. A memória do dispositivo é dividida em 16 seções (programas), cada uma das quais pode consistir em 16 etapas (comandos de controle de hardware). Para operação normal e eficiente do dispositivo no sistema de videovigilância, é necessário inserir corretamente o programa na memória. Para entender melhor o princípio da programação, considere um exemplo. Digamos que, em uma chamada de campainha, você precise ligar a TV por 15 segundos, depois desligá-la e ligar o videocassete para gravação por 30 segundos e depois desligá-lo também. Como algumas TVs não são imediatamente capazes de receber comandos do controle remoto após serem ligadas, você deve aguardar 5 segundos antes de ligar a entrada de vídeo (AV) da TV à qual o olho de vídeo está conectado. Imagine como você pode executar essas operações usando os controles remotos da TV e do videocassete.
E agora vamos tentar traduzir esse algoritmo de controle em um programa para o dispositivo CYCLOP.
Você precisa ter muito cuidado ao projetar seu programa. O exemplo considerado não leva em consideração todos os recursos de operação do sistema de vigilância, e os equipamentos domésticos geralmente funcionam de acordo com algoritmos diferentes, com tempos de resposta diferentes. O dispositivo tem cinco modos de operação. MODO "PROGRAMA" - PROGRAMAÇÃO O modo "PROGRAM" é ativado pressionando o botão SB1 "Mode". O visor mostrará '00 (um ponto à esquerda indica que a programação está ativada). Se os programas já foram inseridos e alguns deles precisam ser corrigidos, ele é selecionado usando os botões SB2 "<<<" ou SB3 ">>>". O caractere na primeira familiaridade do display é o número do programa que está sendo discado em código hexadecimal (0 - primeiro, F - décimo sexto), e no segundo - o número ordinal da etapa (comando) no programa, também em código hexadecimal. Preste atenção ao tipo de painel de controle usado. O fato é que nos sistemas de controle remoto são utilizados vários tipos de comandos. As diferenças no trabalho com uma TV ou videocassete podem não ser visíveis, no entanto, esses comandos são inseridos no dispositivo CYCLOP de maneiras diferentes. Para comandos simples (sem economia de energia), tudo é simples: um clique - um comando. Ao inserir comandos de tipo diferente, será necessário dar três cliques no mesmo botão do controle remoto para que o "CYCLOPS" entenda o comando transmitido. A diferença será visível imediatamente no funcionamento do aparelho. Até que o comando seja determinado de forma confiável, não haverá transição para a próxima etapa! Tendo determinado o comando, o dispositivo passa para a próxima etapa de programação - o número no visor aumentará em um. Agora você pode inserir o tempo de pausa entre os comandos ou o próximo comando no programa. O tempo de pausa é marcado com os botões "<<<" ou ">>>", pode ser alterado de 1 a 256 s. Cada pressão adiciona um atraso de 1 s, o tempo total em segundos que o display mostra em código hexadecimal. Cada vez que estes botões forem pressionados, o display indicará por aproximadamente um segundo a duração do retardo que será executado APÓS o comando que acabou de ser dado. Por padrão, tem o valor mínimo possível - 1s. Depois de definir todas as etapas do programa pressionando o botão SB1 "Modo", você pode interromper a programação e usar os botões SB2 e SB3 para selecionar o próximo programa a entrar. Pressionar o botão "Mode" novamente fará com que o dispositivo mude para o modo "WORK" (isso será discutido abaixo). Se durante a programação for inserido um comando que já foi inserido anteriormente, ele não será alocado em um local separado na memória e apenas seu número será inserido no programa. Você pode distinguir entre a introdução inicial e repetida de um comando da seguinte maneira: durante a entrada inicial, quando o dispositivo não o identifica com nenhum dos comandos já na memória, um ponto aparece no indicador na segunda familiaridade do display ( '0'0) e permanece até soltar o botão do controle remoto; no mesmo caso, se o dispositivo encontrar o comando que está sendo digitado entre os já armazenados na memória, o ponto não aparecerá na segunda familiaridade. Esse recurso é útil para determinar se um dispositivo está capturando um código. Se você digitar repetidamente o mesmo comando e todas as tentativas ou algumas delas, exceto a primeira, forem acompanhadas pelo aparecimento de um ponto na segunda familiaridade, o código será determinado de forma incerta. Você deve escolher a distância entre o aparelho e o controle remoto ou livrar-se do fundo infravermelho excessivo do apartamento (digamos, feche as cortinas se o sol estiver forte no quintal). Vale a pena notar aqui que às vezes existem controles remotos que, ao pressionar o mesmo botão duas vezes, geram códigos ligeiramente diferentes entre si. Por exemplo, o controle remoto de uma das TVs SAMSUNG, a cada toque ímpar, dava o último bit igual a um, enquanto para cada par esse bit era igual a zero. Este recurso não afeta a operação do dispositivo. "MODO DE TESTE O modo "TEST" destina-se à depuração e verificação do programa. Consiste em duas seções: verificação de comandos e programas. Você pode entrar nesses modos a partir do modo de programação. Ao pressionar os botões SB2 e SB1 ao mesmo tempo, o display mostrará L0. O símbolo L significa verificar o comando e o número 0 indica seu número - o primeiro. Você pode selecionar o comando a ser verificado usando os botões SB2 e SB3. Ao pressionar o botão SB1, o dispositivo reproduzirá o comando selecionado. Ao pressionar os botões SB3 e SB1 ao mesmo tempo, o display mostrará NO. Neste modo, você pode verificar todo o programa. Você pode selecionar o programa a ser verificado usando os botões SB2 e SB3. Quando você pressiona o botão SB1, o dispositivo reproduz o programa selecionado. Assim, você pode verificar o funcionamento de cada comando individual e do programa como um todo. Se pelo menos um comando falhar, é necessário reprogramar o dispositivo com mais cuidado. Caso seja encontrado algum erro na execução do programa, será possível retornar ao modo "PROGRAM" e reprogramar somente ele. Você pode sair do modo "TEST" pressionando novamente os mesmos botões que foram pressionados ao entrar. MODO DE TRABALHO O modo "WORK" é o principal. O usuário pode escolher o número do programa gravado na memória, de acordo com o qual o dispositivo funcionará. Exemplos de leituras do display no modo "WORK": piscando os caracteres 10 ou 3- ou 04. Este é o modo de espera por um pulso de qualquer entrada. O primeiro dígito mostra o número do programa que será iniciado a partir da entrada 1, e o segundo dígito mostra o número do programa que será iniciado a partir da entrada 2. Se o visor mostrar um traço em vez de um número, isso significa que o entrada correspondente é desabilitada e o dispositivo não responderá ao impulso. Quando dois traços piscam no display, ambas as entradas são desabilitadas e "CYCLOPS" não executará nenhum programa. Você pode selecionar um programa para cada entrada usando os botões SB2 e SB3. Se dentro de um certo tempo o pulso de entrada não for recebido, o display desliga e o dispositivo continua a funcionar no modo "WORK" sem indicação. Esta função é necessária para que o visor não atraia atenção indevida. O visor pode ser ativado pressionando o botão SB2 ou SB3. O intervalo de tempo antes do display desligar é definido nos parâmetros do dispositivo. MODO ATIVO Se o dispositivo estiver em modo "TRABALHO" e alguma de suas entradas, para as quais um programa está definido, receber um pulso, ele passa para o modo "ATIVO". A duração do pulso deve exceder um determinado valor (parâmetro P0 ou P1 na seção de parâmetros). Isso é necessário para evitar falsos alarmes do dispositivo de pulsos curtos que podem aparecer como resultado da penetração de interferência. Imediatamente após passar para o modo "ACTIVE", o CYCLOP começa a executar o programa definido para esta entrada. O display mostra um símbolo especial na forma de três linhas horizontais e o número do comando que está sendo transmitido. Neste momento, o dispositivo não é capaz de perceber pressionamentos de botão ou pulsos de entrada repetidos. Depois de terminar o programa, o dispositivo retornará ao modo "WORK". MODO DE PARÂMETRO Este modo é necessário apenas durante a programação do dispositivo. Você pode entrar no modo de programação pressionando simultaneamente os botões SB2 e SB3. Listamos os parâmetros que podem ser definidos neste modo.
Os parâmetros RO e P1 são definidos em centésimos de segundo e, portanto, podem assumir valores de 0,01 a 2,56 s. Definir os parâmetros RO ou P1 iguais a zero garante que o dispositivo seja acionado na primeira alteração no nível do sinal. O nível ativo para entradas é o nível oposto ao que estava disponível na entrada no momento em que o dispositivo passou para o modo "WORK". Se for necessário aplicar uma tensão alternada com frequência de 2 Hz na entrada 50, então o parâmetro P1 deve ser definido igual a zero, pois neste caso a entrada terá uma tensão pulsante com frequência de 50 Hz e duração inferior a 0,01 s. O parâmetro P2 define o número de envio do código de comando quando o dispositivo executa cada etapa do programa. Este parâmetro é necessário em situações em que o objeto controlado (TV ou videocassete) não tem certeza sobre o envio de comandos. Normalmente, um valor de 2-3 é suficiente. O significado do parâmetro P3 é o intervalo entre o envio de comandos em rajada, expresso em porcentagem da duração do comando (sua duração no tempo). Foi introduzido por precaução, pois o intervalo "proprietário" entre os comandos do controle remoto não é medido e não é gravado na memória. A prática tem mostrado a não criticidade quase completa deste parâmetro dentro dos limites de ajuste especificados. O parâmetro P4 é alterado no caso de usar um ressonador de quartzo com frequência diferente da indicada no diagrama. Este parâmetro é utilizado exclusivamente para a geração correta dos intervalos de tempo entre comandos e intervalos de guarda. Não esqueça que quanto menor a frequência do clock, pior a precisão da gravação e reprodução dos comandos. A frequência padrão do ressonador de quartzo é de 24 MHz. Os parâmetros P6 e P7 são para referência, eles refletem os números de programas atribuídos às entradas 1 e 2, respectivamente. No modo "PARÂMETRO", eles não podem ser alterados. O parâmetro P8 define o tempo em segundos entre a última pressão do botão e o desligamento do display. Durante a programação, "CYCLOPS" pode indicar erros. Quase todos os erros são redefinidos automaticamente. Aqui está a descrição deles:
Se a memória do dispositivo estiver cheia, é necessário executar uma operação de apagamento. Para fazer isso, entre no modo "PROGRAM" e pressione os três botões ao mesmo tempo. O display mostrará caracteres piscando na forma de três linhas horizontais. Sem soltar os botões, é preciso aguardar o aparecimento dos travessões, enquanto todas as informações da memória de comandos e programas serão apagadas. As configurações do dispositivo permanecem inalteradas. Software para o microcontrolador Autores: D.Bespyatykh, A.Kolesnikov, Pervouralsk, região de Sverdlovsk.
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