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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Relógio-despertador-termômetro com controle remoto IR. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor O dispositivo levado ao conhecimento dos leitores é feito com base em elementos modernos e difere dos designs publicados anteriormente na revista por suas capacidades ampliadas e pelo uso de um controle remoto IR para controlá-lo. O dispositivo descrito foi projetado para indicar a hora atual, emitir sinais sonoros em um determinado momento e indicar a temperatura em dois pontos (interior e exterior) na faixa de -55...+99 °C com uma precisão de ±1 °C. . O tempo e a temperatura são exibidos alternadamente (por 10, 1 e 2 s, respectivamente). O ajuste das leituras do relógio, da hora do alarme, do desligamento do alarme, da extinção e do acendimento do indicador é feito através do controle remoto IR. O despertador emite sinais sonoros com uma pausa de 10 s: primeiro, dois curtos (cerca de 0,1 s cada) simples, depois o mesmo número de duplos (com uma pausa de 0,1 s), e depois deles - dois triplos ( com a mesma pausa). Depois de decorrido um minuto, são dados sinais consecutivos a cada segundo até que o despertador seja desligado (este “algoritmo” é conveniente se uma criança estiver dormindo no quarto). Existe uma função Snooze (repetir o sinal após um certo tempo), permitindo-lhe dormir mais um pouco após o primeiro sinal. Se o indicador estiver desligado (por exemplo, à noite, para não incomodar as crianças quando adormecem), quando o alarme dispara, ele acende e mostra a hora atual até desligar ou passar para o modo Soneca. Há uma curta resposta sonora ao pressionar os botões do controle remoto, indicação (por LED) da passagem dos comandos do controle remoto, energia reserva em caso de falta de energia (neste caso, o despertador emite um sinal contínuo) . O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na Fig. 1. Sua base é o microcontrolador DD2 AT89C4051 [1]. Ele controla a operação de todos os nós. Contém memória de programa não volátil (4 KB), RAM (128 bytes), dois temporizadores, um sistema de interrupção, etc.
Para inicialização confiável e proteção do microcontrolador contra falhas de energia, é usado o microcircuito KR1171SP47 (DA1). Ele mantém um nível baixo em sua saída (pino 3) quando a tensão de alimentação é inferior a 4,7 V. O capacitor C6 atrasa a transição para o estado log. 0 (ou seja, iniciando o microcontrolador) depois que a tensão de alimentação subir acima do nível limite. Como último recurso, este chip não pode ser instalado usando o circuito de reinicialização padrão recomendado pela Atmel. No entanto, o dispositivo pode funcionar mal devido a falhas de energia. A tela do dispositivo consiste em cinco indicadores digitais LED SA08-11GWA da Kingbright. Indicação - estática. Para reduzir o brilho do brilho, os diodos VD5 e VD6 são incluídos no circuito de alimentação dos indicadores. Ao exibir o tempo, HG1 e HG2 mostram dezenas e unidades de horas, respectivamente, HG3 - travessões (-), HG4 e HG5 - dezenas e unidades de minutos (por exemplo, 22-11), no modo de medição de temperatura, HG1 exibe seu sinal (apenas para valores negativos) , e HG2, HG3 e HG4, HG5 são, respectivamente, um valor numérico e uma unidade de medida (por exemplo, -18°C para um sensor externo e 23°C para um sensor interno, conforme indicado pelo símbolo “.” no quarto dígito). Para controlar o display são utilizadas apenas três saídas do microcontrolador: P1.2 (14) - para transmissão de dados; P1.3 (15) - para ativar cada bit definido como P1 2; P1.4 (16) - para enviar dados carregados em DD3-DD7 para suas saídas. O 74HC595 [2] é um registrador de entrada serial/saída paralela de oito bits com uma trava. Isso permite que você primeiro carregue os dados nele e só depois os envie para a saída. As saídas podem ser transferidas para o terceiro estado. Cada pino pode fornecer corrente de até 35 mA. O microcircuito PCF8583 [3] foi utilizado como relógio, o que permitiu esquecer que o tempo pode ser perdido na ausência de energia (a precisão do tempo depende quase exclusivamente do ressonador de quartzo ZQ1 a 32768 Hz). O PCF8583 possui memória estática que é usada para detectar quando o relógio é ligado pela primeira vez (para preparar o microcontrolador e o próprio relógio para operação normal) e um alarme de hardware. Se o tempo definido coincidir com o atual, aparece um nível lógico baixo no pino INT (7). Como resultado, o circuito de alimentação do emissor eletromagnético HA1 é fechado e um sinal de interrupção é enviado ao pino RZ.Z (7) do microcontrolador DD2. Em seguida, o sinal do pino INT é desligado programaticamente e o controle do emissor passa para o microcontrolador (por meio de uma chave eletrônica nos transistores de efeito de campo VT1, VT2). O relógio é controlado através do barramento l2C, organizado por software (não está presente no microcontrolador). Para fornecer sinais sonoros, é utilizado um emissor eletromagnético NSM1606X da JL World com um gerador embutido operando a uma frequência de cerca de 2200 Hz. A bateria GB1 é usada para alimentar o chip do relógio e o emissor de som em caso de falha de energia. Conforme mencionado, o alarme neste caso emite um sinal contínuo, que só pode ser desligado pressionando o botão SB1. Para receber sinais de controle do controle remoto, foi utilizado um receptor IR integrado SFH506-36 da Siemens [4]. Este microcircuito é muito sensível ao ruído no circuito de alimentação, por isso inclui um filtro VD4C8C9. O dispositivo é alimentado por um conversor de tensão estabilizada baseado no microcircuito MC34063 (analógico doméstico - KR1156EU5). A operação de tais conversores é descrita detalhadamente em [5] O diagrama esquemático do controle remoto IR é mostrado na Fig. 2. É feito com base em uma calculadora de pequeno porte de fabricação chinesa em forma de telefone celular (são utilizados seu corpo, teclado e bateria, composta por dois elementos 389A). O microcircuito SAA3010 [6] (analógico - software INA3010D Integral) em pacote SOIC foi utilizado como transmissor. Este chip opera no sistema de controle remoto IR RC-5, desenvolvido pela Philips para controle de equipamentos domésticos e amplamente utilizado (utilizado em muitos televisores, inclusive os produzidos, por exemplo, pelo software Horizon).
No modo de espera, o SAA3010 consome pouca corrente, o que torna a operação do controle remoto muito conveniente - não há necessidade de um botão liga/desliga separado. O microcircuito entra no estado ativo quando qualquer botão é pressionado e retorna ao modo de microconsumo quando é liberado. O número do sistema de código RC-5 usado é 0 (para controle de TV). Se necessário, por exemplo, para não atrapalhar o funcionamento da TV, se ela usar o mesmo padrão, é fácil mudar para uma tabela de codificação diferente. Também é aceitável usar um controle remoto pronto de qualquer aparelho doméstico, desde que você tenha o cuidado de recodificar os comandos. Você pode se familiarizar com a operação do controle remoto IR RC-5 no artigo [7]. Os microcircuitos DS1621 da DALLAS são usados como sensores remotos de temperatura. Eles são bons porque utilizam a interface 12C para troca, que já criamos em software. Isso significa que eles podem ser conectados aos mesmos pinos do microcontrolador que o relógio. O erro de medição é inteiramente determinado pelos sensores e não excede ±0,5 °C, e a precisão da indicação é de 1 °C. Informações mais detalhadas sobre sensores digitais de temperatura podem ser obtidas no site [8]. Algumas palavras sobre a localização dos sensores. O externo deve ser protegido da luz solar direta e dos fluxos de ar em temperatura ambiente que penetram pelas frestas das esquadrias, e o interno deve ser posicionado de forma que fique o mais longe possível de objetos de aquecimento (radiadores de aquecimento, lâmpadas, etc. ). É aconselhável vedar o sensor externo para evitar corrosão da placa de circuito impresso, etc. (o autor utilizou selante de silicone). Isso reduz a condutividade térmica, mas com processos de corrente lentos, como mudanças na temperatura atmosférica, isso é bastante aceitável.
Finalidade dos botões do controle remoto: "TS" - ajuste da hora. Após pressioná-lo, insira a hora no formato de 24 horas com zeros insignificantes, ou seja, se atualmente são oito e meia da manhã, então 0 8 - 3 0. Depois de certificar-se de que a hora foi inserida corretamente, pressione qualquer botão e o dispositivo muda para o modo relógio. "BS" - configuração da hora do alarme. O procedimento é semelhante ao ajuste da hora. "OFF" - desativa o alarme. O botão SB2 na caixa do relógio executa a mesma função. "LED" - desabilita/habilita indicadores. Pressionar qualquer outro botão enquanto o alarme está tocando coloca-o no modo Soneca. A aparência do controle remoto e a visão de instalação da unidade principal do dispositivo são mostradas na Fig. 3. Os códigos do microcontrolador "firmware" na forma de um arquivo hexadecimal são mostrados na tabela. O programa está escrito em C. Isso oferece oportunidades para maior modernização. O programa foi desenvolvido e compilado no ambiente integrado Keil mVision2 V2.36. Assembler - A51 versão V7.04, compilador - C V7.04, linker - BL51 versão V5.02. O arquivo do projeto é termo.Uv2. Uma descrição detalhada do compilador pode ser encontrada no site [9] (você também pode “baixar” uma versão demo lá.
O programa de controle é gravado no controlador usando o programador TURBO. Antes de programar, é necessário verificar se a instalação corresponde ao diagrama de circuito do dispositivo. Uma estrutura montada corretamente não requer ajustes. Literatura
Autor: D.Chibyshev, Omsk
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