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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Relais-IR-Steuergerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter Gemäß IR-Befehlen, die von jeder Fernbedienung von Haushaltsgeräten ausgegeben werden, die unter dem gemeinsamen NEC-Protokoll (oder einem ähnlichen Protokoll) arbeiten, steuert die vorgeschlagene Einheit zehn darin installierte elektromagnetische Relais, die wiederum verschiedene Elektrogeräte ein- und ausschalten können. Es ist möglich, die Entsprechung zwischen den gedrückten Tasten der verwendeten Fernbedienung und den Relais, die bei diesen Drücken ihren Zustand ändern, programmgesteuert einzustellen. Da im Block zehn Relais verbaut sind, werden in der Autorenversion die digitalen Tasten auf der Fernbedienung „0“ – „9“ zur Steuerung ausgewählt. Wenn eine solche Taste gedrückt wird, schließt das entsprechende Relais seine Kontakte, bei erneutem Drücken öffnet es sie, bei erneutem Drücken schließt es wieder und so weiter. Wenn Sie die „VOL-“-Taste drücken, öffnen sich die Kontakte aller Relais und bei der „EQ“-Taste schließen sie. Zur Statuskontrolle des Relais stehen LEDs zur Verfügung. Wenn alle Relais aktiviert sind, verbraucht das Gerät einen Strom von 15...17 mA aus einer 24...200 V AC (oder 250 V DC) Quelle. Dieser Wert hängt von den verwendeten Relais ab. Für die Herstellung und Einstellung dieses Geräts ist es nicht erforderlich, im Voraus die Befehlscodes zu kennen, die die Fernbedienung beim Drücken ihrer Tasten ausgibt. Sie müssen lediglich sicherstellen, dass die Fernbedienung gemäß dem Protokoll funktioniert, das hinsichtlich der Kodierung der übertragenen Informationen und ihres Umfangs (jeder Befehl umfasst vier Bytes) mit NEC übereinstimmt. Bitte beachten Sie, dass Fernbedienungen von unterschiedlichen Geräten, auch solchen, die mit demselben Protokoll arbeiten, beim Drücken funktionsgleicher Tasten in der Regel Befehle mit unterschiedlichen Codes generieren. Um diese Codes zu ermitteln, habe ich ein spezielles Programm PriemNEC_Eeprom entwickelt, das in den Mikrocontroller des zusammengebauten Geräts geladen werden muss und nach einfachen Vorgängen die empfangenen Codes an das Arbeitsprogramm des Mikrocontrollers übertragen muss.
Das Diagramm des IR-Steuerblocks ist in Abb. dargestellt. 1. Es enthält keine ungewöhnlichen technischen Lösungen sowie knappe und zu teure Teile. Die mit der Fernbedienung gesendeten Befehle werden vom IR-Empfängermodul U1 empfangen, dessen Signale dem Eingang PD3 des Mikrocontrollers DD1 zugeführt werden. Die Versorgungsspannung des Mikrocontrollers (5 V) wurde aus einer Spannung von ca. 1 V gewonnen, die von der Diodenbrücke VD24 über einen integrierten Stabilisator DA1 gleichgerichtet wurde. Es ist hier unmöglich, den importierten 7805-Stabilisator durch den heimischen KR142EN5A oder KR142EN5V zu ersetzen, da deren zulässige Eingangsspannung nur 15 V beträgt (im Gegensatz zu 35 V beim 7805). Chips DD2 und DD3 – Sätze elektronischer Schlüssel auf Verbundtransistoren (maximaler Schaltstrom 130 mA, Spannung – 50 V). Die K1-K10-Relais sind vom Typ G2L-113P-V-US-24VDC (Wicklungswiderstand 1200 Ohm), deren Kontakte in der Lage sind, Ströme bis 5 A bei Wechselspannung bis 250 V zu schalten.
Eine Platine mit den Maßen 120x110 mm, deren Leiterbahnzeichnung in Abb. 2 besteht aus einseitig foliertem Textolith. Die Details auf der gegenüberliegenden Seite der gedruckten Leiter befinden sich, wie in Abb. gezeigt. 3.
Darüber hinaus gibt es zwei Jumper aus blankem Draht. Die strichpunktierte Linie zeigt die Kontur des Plattenkühlkörpers des Stabilisators DA1. Die Höhe des Kühlkörpers beträgt 25 mm (entsprechend der Höhe des Relais). Für den DD1-Mikrocontroller muss auf der Platine ein Panel vorgesehen werden, in das er bereits programmiert eingesteckt wird. Auf der Seite der Leiterbahnen werden die Platinen wie in Abb. gezeigt montiert. 4, zwei Gruppen von Springern. Springer einer Gruppe sind mit schwarzen Linien dargestellt. Sie bestehen aus dünnem isoliertem Draht. Die roten Linien zeigen die Jumper einer anderen Gruppe, die die Relaiskontakte in der erforderlichen Reihenfolge mit dem XT1-Klemmenblock verbinden. Der Querschnitt und die Isolierung des Drahtes, aus dem sie bestehen, müssen dem vom Relais geschalteten Strom und der Spannung entsprechen.
Bevor mit der Herstellung der Platine fortgefahren wird, muss sichergestellt werden, dass die Fernbedienung, mit der sie verwendet werden soll, nach einem NEC-ähnlichen Protokoll funktioniert. Dazu können Sie einen einfachen Knoten verwenden, der nach dem in Abb. gezeigten Schema zusammengesetzt ist. 5, indem Sie es an den Mikrofoneingang der Soundkarte des Computers anschließen.
Die Fernbedienung wird auf das IR-empfindliche Fenster des U1-Moduls gerichtet und mit dem im Windows-Paket enthaltenen Programm „Sound Recorder“ (oder einem ähnlichen Programm) werden die Signale aufgezeichnet, die die Fernbedienung beim Drücken ihrer Tasten aussendet in Computer-WAV-Dateien. Sie können die Wellenformen der aufgezeichneten Signale beispielsweise anzeigen, indem Sie den im NERO-Softwarepaket integrierten WAVE-Editor ausführen. Ein Beispiel für ein Oszillogramm des Konsolensignals des NEC-Protokolls finden Sie im Artikel [1]. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Aufzeichnung mit einem digitalen Oszilloskop und nicht mit einem Computer erfolgte. Wenn die Impulse und Pausen dazwischen in den Signalen der untersuchten Fernbedienung mit denen im Beispiel übereinstimmen, die Dauer und die Gesamtmenge der in jedem Befehl übertragenen Informationen (vier Bytes) gleich sind, ist die Fernbedienung einsatzbereit mit dem beschriebenen Gerät. Eine detaillierte Beschreibung der verschiedenen Protokolle, die in IR-Fernsteuerungssystemen verwendet werden, finden Sie in [2]. Von dort wurde der Prototyp des Programms zur Dekodierung von Codepaketen übernommen. Nach dem Zusammenbau des beschriebenen Geräts muss zunächst ermittelt werden, welche Befehlscodes den gedrückten Tasten auf der ausgewählten Fernbedienung entsprechen. Höchstwahrscheinlich werden sie von den vom Autor verwendeten Fernbedienungscodes abweichen. Laden Sie dazu die Codes aus der Datei PriemNEC_Eeprom.hex in den Programmspeicher des ATtiny2313-20PI-Mikrocontrollers, installieren Sie den Mikrocontroller in dem dafür vorgesehenen Panel auf der Platine und schalten Sie den Strom ein. Richten Sie die Fernbedienung auf den IR-Empfänger U1 und drücken Sie nacheinander jede seiner Tasten im Abstand von 2...3 s. Zur Bestätigung jedes erfolgreichen Befehlsempfangs sollte die HL1-LED auf der Platine kurz blinken und der HL3-Status sollte sich in das Gegenteil ändern. Dies ist ein Zeichen dafür, dass der Code akzeptiert und in das EEPROM des Mikrocontrollers geschrieben wurde. Die maximale Anzahl der Tastendrücke, die bei einem Programmstart aufgezeichnet werden können, beträgt 32. Ihre Reihenfolge muss man sich merken, oder besser gesagt, auf Papier aufschreiben.
Als nächstes sollte das Gerät ausgeschaltet werden und der Mikrocontroller von seinem Panel auf das Programmierpanel übertragen werden, um den Inhalt des EEPROMs zu lesen. Auf Abb. In Abb. 6 zeigt das Fenster des IC-Prog-Programms mit solchen Inhalten, die der Autor bei der Untersuchung der von ihm verwendeten Fernbedienung vom FM-Modulator des Autos erhalten hat. Diese Fernbedienung verfügt über 20 Tasten und kleine Abmessungen (85 x 40 x 6 mm).
Jede gedrückte Taste entspricht vier aufeinanderfolgenden Bytezellen. Die Codes in den ersten beiden (0x40, 0xBF) ändern sich nicht von Knopf zu Knopf, während der dritte und vierte den eigentlichen Code des durch den Knopf gegebenen Befehls und seine Umkehrung enthalten. Im betrachteten Gerät werden nur Codes aus den vierten Zellen verwendet. Auf Abb. In Abb. 7 sind sie rechts neben den Bildern der Fernbedienungstasten des FM-Modulators geschrieben. Sie müssen ein ähnliches Schema für Ihre eigene Fernbedienung erstellen.
Es müssen noch Änderungen am Arbeitsprogramm vorgenommen werden, die es an die vorhandene Fernbedienung anpassen. Dazu müssen Sie mit der Programmentwicklungsumgebung AVRStudio die Datei Plata_IR_upravlenie_rele2.asm öffnen und darin die Zeilen mit den Bezeichnungen one, mesg und Wataa finden. Sie werden in der Tabelle angezeigt, und der Einfachheit halber ist jedes der mesg- und Wataa-Arrays hier in mehrere Teile unterteilt und mit Kommentaren versehen. Die eine Konstante enthält die ersten beiden Bytes der Anweisung. Wie bereits erwähnt, sind sie für alle Befehle gleich, können jedoch von Fernbedienung zu Fernbedienung variieren. Hier müssen diejenigen eingegeben werden, die Ihre Fernbedienung sendet, statt denen im Programm. Das Programm analysiert das dritte Byte des Befehls nicht, daher wird sein Wert nirgendwo benötigt. Das mesg-Byte-Array listet die Codes (vierte Bytes) der Befehle auf, die vom FM-Modulator an jede der verwendeten Fernbedienungstasten gegeben werden. Sie sollten durch die Codes der Tasten Ihrer Fernbedienung ersetzt werden. Ihre maximale Anzahl beträgt 15. Da zur Steuerung des Relais nur 12 Tasten verwendet werden, werden die Bytes vom dreizehnten bis fünfzehnten mit nicht vorhandenen Tastencodes gefüllt, statt dessen können auf Wunsch vorhandene geschrieben werden, und diese Befehle werden ausgeführt ausgeführt werden. Das sechzehnte Byte enthält den Code 0xFF – ein Zeichen für das Ende des Arrays, er kann nicht geändert werden. Ein Array aus 16-Bit-Wataa-Wörtern enthält Codes, die die Aktionen des Geräts beim Empfang eines bestimmten Befehls bestimmen. Die darin enthaltenen Wörter folgen derselben Reihenfolge wie die Befehlscodes im mesg-Array. Der erste Code (Fernbedienungstaste) entspricht dem ersten Wort, der zweite dem zweiten und so weiter. Das High-Byte des Wortes gibt den auszuführenden Vorgang an: 0x00 – alle Relais ausschalten, 0x01 – den Zustand der Bits von Port B und zugehörigen Relais ändern, 0x02 – den Zustand der Bits von Port D und zugehörigen Relais ändern, 0x03 – einschalten alle Relais. Einheiten in Binärziffern (eine oder mehrere) des Low-Worts markieren die Bits des Ports, die durch das High-Byte angegeben werden und deren Zustand sich beim Empfang durch diesen Befehl in das Gegenteil ändern soll. Bitte beachten Sie, dass der Zustand der PD3- und PD5-Bits auf diese Weise nicht gesteuert werden kann. Der Pegel an den Pins der PD0-PD2-Bits wird durch Befehle geändert, auf der beschriebenen Platine sind sie jedoch nirgendwo angeschlossen. Um sie nutzen zu können, ist eine Verfeinerung erforderlich. Bei High-Bytes gleich 0x00 oder 0x03 wird das Low-Byte nicht geparst und kann beliebig sein. Nachdem Änderungen vorgenommen wurden, muss das Programm zusammengestellt werden. Als Ergebnis erhält man eine HEX-Datei des an die gewählte Fernbedienung angepassten Arbeitsprogramms, deren Inhalt in den Programmspeicher (FLASH) des Mikrocontrollers geladen werden soll. Wenn beim Drücken der Fernbedienungstaste die HL1-LED, die den Empfang des Befehls signalisiert, nicht blinkt, müssen Sie den Wert der Konstante Delay_1125us auswählen, der im Programm für die genaue Bildung der für die korrekte Ausführung erforderlichen Zeitintervalle verantwortlich ist Rezeption. In der Assembler-Datei des Programms befindet sich die .equ-Anweisung, die ihr den Wert $B6 zuweist, ganz am Anfang des Abschnitts „Basiskonstanten“. Im AVRASM-Assembler sind das $-Zeichen und das 0x-Präfix Gleichheitszeichen einer Hexadezimalzahl. Die Konstante sollte sehr sorgfältig ausgewählt werden und ihren Wert um eins ändern. Nach jeder Änderung muss das Programm neu zusammengesetzt und der Mikrocontroller neu programmiert werden. Das Mikrocontroller-Programm kann von ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/07/ir-upr.zip heruntergeladen werden. Literatur
Autor: Yu.Svyatov
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