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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA A chamada de rádio controla a bomba. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Casa, casa, passatempo A criação de dispositivos para controle eletrônico remoto de vários atuadores era uma direção promissora na engenharia de rádio nos dias de minha infância "pioneira" na década de 1980. Então, sob a orientação de mentores, montamos com entusiasmo esse equipamento com base em elementos discretos. Normalmente tinha um alcance de 5 a 6 m e ao mesmo tempo mal cabia em uma caixa de 300x300x150 mm. Se fosse possível montar e configurar pelo menos meio mês o equipamento para controle remoto de um modelo de barco ou aeronave com alcance de transmissão de comando de 20 a 30 m, isso foi considerado por nós (crianças de 10 a 12 anos ) um grande sucesso. Essa direção não perdeu sua relevância hoje. Mas agora é mais fácil fazer isso, porque você não pode montá-lo em detalhes, mas adquirir um dispositivo pronto para transmitir um sinal por um canal de rádio em uma loja (usando um canal de infravermelho, um feixe de laser etc.), e por um preço muito "democrático" e ajuste-o às suas próprias tarefas, melhorando-o. Claro que é lamentável que, neste caso, seja praticamente anulada a componente criativa da criação do dispositivo, que envolve a compreensão minuciosa da questão do seu funcionamento - desde o desenvolvimento até ao ajustamento, o que não só melhora as qualificações, mas também abre as portas para uma pesquisa fundamental profunda. Mas, por outro lado, por que perder tempo e "sofrer" - criar um aparelho do zero, se você pode melhorar o acabado, ampliando seu alcance. Essa abordagem é aceitável para profissionais ou para quem precisa obter rapidamente o resultado prático de seu trabalho. Estas são as realidades dos tempos, e temos de nos adaptar a elas de forma razoável. Convido os leitores a considerar um dispositivo de controle remoto que opera em um canal de rádio a uma distância de mais de 100 m e permite automatizar o acionamento e desligamento de uma bomba submersível de injeção de água que fornece água para uma casa, um balneário, um celeiro e outros edifícios em um terreno pessoal de uma fonte - um poço de aldeia. O dispositivo é baseado em uma chamada de rádio sem fio comprada em uma loja de utensílios domésticos no valor de 192 rublos. De passagem, observo que o equipamento acabado para controlar a estação de bombeamento (sem fios) custa mais de 3000 rublos. Tire suas próprias conclusões. É verdade que também é capaz de realizar adicionalmente o controle automático da pressão da água no circuito quando ela diminui (abre uma torneira na casa), comanda o enchimento do tanque de reserva e alguns modelos também aquecem a água. Mas, no nosso caso, essas funções eram redundantes.
As chamadas sem fio podem ter uma aparência diferente, mas seus elementos obrigatórios são o transmissor e o receptor do sinal de rádio. Normalmente, essas chamadas sem fio operam na frequência de 433 MHz e não causam interferência. Além disso, a potência do transmissor é baixa. O alcance da chamada de rádio comprada declarado pelo fabricante no passaporte é de 50 m, mas na prática essa distância é muito menor, mesmo que o transmissor e o receptor sejam montados em linha de visão, sem obstáculos entre eles. Como regra, esse indicador deve ser dividido por três. Com o aumento do alcance declarado das chamadas de rádio, seu preço de varejo também aumenta. Por exemplo, uma chamada sem fio com um raio de trabalho de 100 m (na realidade 35 m) já custa mais de 1100 rublos. Mas você não precisa comprar esses - afinal, o radioamador, na verdade, não liga para qual chamada melhorar, desenvolvendo seu alcance. Portanto, considere a opção mais simples - "orçamento". O primeiro passo é retirar a tampa da carcaça do rádio, pois vamos aumentar o alcance nele. Não tocaremos em sua antena, pois em uma frequência de sinal de rádio de 433 MHz seu comprimento praticamente não afeta o aumento da distância do link transmissor-receptor. A foto mostra receptores de rádio com a tampa removida - dois modelos que diferem na aparência. Mas eles têm o mesmo circuito (mostrado na p. 21), embora a execução na placa de circuito impresso seja diferente, em particular, uma das fotos mostra uma variante montada a partir de elementos discretos, e a outra - de elementos em pacotes SMD para montagem em superfície. O pino 2 de U1 está ativo em nível alto quando um sinal de rádio é recebido do receptor (quando um botão é pressionado nele). Conclusões 1 e 8 U1 - vice-versa: um nível alto - em repouso e um nível lógico baixo - quando um sinal de controle é recebido. Esses dois sinais podem ser usados para controlar dispositivos de carga com um simples add-on. Para que o dispositivo remoto ligue a bomba funcione efetivamente (na primeira vez que você pressiona o botão do transmissor, ele conecta a bomba à rede de 220 V e, quando você pressiona novamente, desliga), você precisará para montar um dispositivo adicional simples e conectá-lo ao circuito acabado (placa) do receptor de chamadas sem fio industrial. Melhoria do nó de recebimento O diagrama (abaixo) mostra o circuito elétrico do set-top box (dispositivo adicional) do receptor de chamadas sem fio. Paralelamente à lâmpada incandescente EL1, uma bomba submersível é conectada (não mostrada no diagrama) com uma mangueira reforçada correspondente que se estende até a casa a partir do poço. A lâmpada EL1 é um indicador luminoso adicional da operação da bomba, graças a ela você pode garantir à distância que o comando do transmissor foi recebido, o dispositivo remoto funcionou e a bomba foi ligada. A saída do decodificador é conectada à placa de circuito impresso base do receptor de chamada de rádio com fios não blindados do tipo MGTF-0,4 (ou similar), enquanto o fio comum é conectado (ao menos de energia) e saída 3 do elemento do microcircuito DD1.1 (K561TM2) para a saída 2 do microcircuito CD4069BD (em alguns modelos D4069UBC). Análogos domésticos desses microcircuitos são KR1561LN4 e K561LN5. Quando um sinal de rádio é recebido do transmissor (sua duração é de cerca de 2 s fornecida pelo transmissor do chaveiro, independentemente da duração da exposição ao seu botão), no pino 2 do microcircuito CD4069BD (U1), o nível do sinal muda de Baixo para alto. As conclusões 6 e 7 do chip U2, que é um gerador de melodias, são conectadas a um cabeçote dinâmico de baixa potência. Assim, para evitar que uma chamada melodiosa seja ligada durante a transmissão do sinal pelo canal de rádio, basta quebrar o condutor impresso do terminal 7 U2 para a cápsula dinâmica. Ou dessolde um dos condutores que levam a ele.
A base do console é um gatilho em um elemento do popular chip K561TM2. Sem entrar nos detalhes de seu trabalho (muitos artigos foram escritos sobre isso), observarei o principal: este microcircuito possui dois flip-flops D contendo duas entradas de controle assíncronas S e R. O gatilho liga um diferencial positivo na entrada de clock C (pino 3 DD1.1 ). Neste caso, o nível lógico presente na entrada D é transferido para a saída direta Q. Quando o nível lógico é alto na entrada de reset R, o flip-flop é resetado. A tensão de alimentação pode estar na faixa de 5 ... 9 V (sobre o experimento para aumentar a tensão de alimentação do nó receptor - abaixo). Agora, conhecendo o funcionamento do chip DD1.1, você pode entender o princípio geral do decodificador. Quando a energia é ligada, a entrada R DD1.1 no primeiro momento, graças ao capacitor descarregado C2, recebe um nível lógico alto, que zera o gatilho - um nível de baixa tensão é definido na saída direta Q. O transistor \/T1 está fechado, o relé K1 está desenergizado, a lâmpada EL1 está apagada, a bomba não está funcionando. Após cerca de um terço de segundo (isso se deve à capacitância do capacitor de óxido C2 e à resistência do resistor R1), o primeiro carregará quase até a tensão de alimentação e o nível na entrada R (pino 4 DD1.1 .XNUMX) mudará para baixo. Agora o gatilho está pronto para receber sinais na entrada de clock C, que, conforme o diagrama, possui um nível inicial baixo. Quando o sinal de rádio do transmissor do dispositivo receptor entra na entrada C do chip DD1.1, um alto nível de tensão é fornecido pelo circuito de chamada remota. Como resultado, o flip-flop é transferido para outro estado estável - agora sua saída direta Q tem um alto nível de tensão. O transistor VT1 liga o relé K1 e seus contatos, por sua vez, fecham o circuito elétrico para alimentar a lâmpada de iluminação EL1 e a bomba submersível. O gatilho permanece neste estado por um tempo arbitrariamente longo, até a próxima borda positiva do pulso na entrada C, após o recebimento (o próximo pressionamento de tecla no controle remoto do transmissor) o gatilho entra em seu estado inicial - a lâmpada de iluminação EL1 apaga, a bomba é desenergizada e desliga. O circuito C2R1 redefine o gatilho do chip DD1 para seu modo de espera original quando a energia é ligada. O capacitor de óxido C1 desempenha a função de um elemento de filtro para energia. O diodo VD1 evita surtos de tensão reversa quando o relé é ligado/desligado. A potência total da carga comutada depende dos parâmetros do relé eletromagnético K1 e, no nosso caso, é limitada a 350 watts. Como o número de elementos discretos do set-top box é pequeno, todos eles são montados em uma seção de 30x40 mm de uma placa perfurada e, juntamente com os fios de conexão, são colocados no invólucro padrão do receptor de chamada remota na bateria compartimento. Para reduzir o efeito de interferência elétrica, é desejável que os fios que ligam o dispositivo à fonte de alimentação e que vêm do relé K1 à bomba tenham uma seção transversal de pelo menos 1,5 mm e um comprimento mínimo. Sobre detalhes Resistores fixos MLT-0,25 (MF-25). Capacitores de óxido do tipo K50-26 para uma tensão operacional de pelo menos 16 V. O restante são capacitores não polares do tipo KM-6B. O microcircuito DD1 (K561TM2) pode ser substituído pelo K561TM1 sem comprometer a eficiência do nó, mas neste caso o circuito terá que ser trocado, pois as conclusões destes microcircuitos têm finalidades diferentes. Informações detalhadas sobre essa opção de substituição podem ser encontradas em livros de referência sobre chips CMOS modernos. Transistor VT1 - campo, com uma grande resistência de entrada. Isso minimiza a corrente de fuga no estado de espera do rádio e tem pouco ou nenhum efeito na saída do flip-flop, apesar do baixo resistor de terminação R2. O relé K1 pode ser substituído por RES43 (versão RS4.569.201) ou outro, projetado para uma tensão de resposta de 4 ... 4,5 V e uma corrente de 10 ... 50 mA. É indesejável instalar um relé com corrente de comutação superior a 100 mA no dispositivo, pois o transistor VT1 que controla a operação do relé possui um limite de potência.
Em vez do KP540A, você pode usar um transistor de efeito de campo de qualquer uma das séries KP540 ou suas contrapartes estrangeiras BUZ11, IRF510, IRF521. LED НL1 - qualquer, com sua ajuda é conveniente controlar o funcionamento do relé e o fechamento dos contatos executivos. Se necessário, os elementos de NI e (R3) podem ser excluídos do circuito sem consequências.Um interruptor de bomba adicional (no modo manual) é mostrado no diagrama sob a designação SA1. Bobina L1 - sem moldura com diâmetro de 4 mm de 1,5 voltas de fio prateado com diâmetro de 0,8 mm (volta a volta). Indutor L2, tipo D-06 com indutância de 82 μH (micro Henry). Na versão básica, é fornecida uma fonte de alimentação autônoma - 2 células digitais de 1,5 V. Mas nas condições de uso recomendado de um dispositivo de chamada remota, é melhor fornecer energia estacionária de uma fonte de energia estabilizada com tensão de 5 V com desvios não superiores a ± 5%. Essa fonte pode ser, por exemplo, um estabilizador em um chip KR142EN5A. Consumo de corrente do transmissor no modo ativo - 35 mA. O consumo de corrente da fonte de alimentação do nó receptor no modo de espera constante não excede 10 mA e aumenta para 50 mA quando o relé indicado no diagrama é ligado. Com outros tipos de relés, o consumo de corrente pode ter um valor diferente. Atenção importante! A tensão de alimentação ideal do receptor é de 5 a 9 V. Não vale a pena aumentar a tensão de alimentação do nó receptor, pois o alcance do aparelho não aumenta com essa inovação (testado experimentalmente elevando a tensão para 12 V). O próprio transmissor, representando externamente uma caixa na forma de um chaveiro, do tamanho de uma caixa de fósforos padrão, não precisa ser finalizado. Para não trocar a bateria uma vez por ano (a mesma instalada na maioria dos transmissores anti-roubo para carros - 12 V, 23AE, fabricante GP Ultra ou similar), o transmissor é alimentado por qualquer adaptador industrial com tensão de saída estabilizada 12 V e uma corrente de pelo menos 0,5 A, por exemplo, tipo TV-182-S. Bobina de sintonia L1 com núcleo blindado no interior. Diâmetro externo da bobina de 4 mm, enrolamento de 5 voltas de fio prateado com diâmetro de 0,8 mm. L2 - choke tipo D-06 com indutância de 82 kH. A antena do transmissor merece uma descrição detalhada. Para aumentar o alcance de operação, uma antena chicote telescópica para receptores de rádio (disponível nas lojas) é soldada ao contato da antena na placa de circuito impresso usando um pedaço de fio MGTF-0,8 (ou similar). Ou, em casos extremos - o que é incomensuravelmente pior - use como antena um fio multinúcleo de 350 ... 400 mm de comprimento semelhante a um regular, afofando condutores finos em sua extremidade, como pétalas de flores (diâmetro da "flor" - 60 ... 80 mm ). A maior faixa de trabalho com uma antena telescópica (na prática) será quando o "telescópio" for estendido para o meio, ou seja, pelos mesmos 350 ... 400 mm. Agora, sujeito à melhoria recomendada da antena no dispositivo transmissor, é possível obter um alcance de até 200 m em linha direta de visão e controlar remotamente uma bomba elétrica ou outra carga ativa, cuja escolha é limitada por os parâmetros do revezamento executivo e a imaginação do autor. Autor: A.Kashkarov
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Comentários sobre o artigo: Paul Você adicionou um circuito de disparo ao circuito receptor. Não está claro para mim devido ao que o alcance da comunicação de rádio é aumentado? Como encontrar uma campainha sem fio com o mesmo circuito receptor ou um circuito semelhante? E pelo que entendi, não são feitas alterações no circuito do transmissor, o que significa que também deve ser semelhante ao seu?
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