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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Drahtloses Fernbedienungsgerät Cyclops. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter Es gibt Situationen, in denen Sie Geräte (Fernseher, Videorecorder) nach einem bestimmten Programm steuern müssen, ohne dass ein Bediener beteiligt sein muss. Dies kann beispielsweise bei Videoüberwachungssystemen erforderlich sein. Herkömmliche Universal-Speicherfernbedienungen für Funkgeräte nützen hier wenig, da eine bestimmte Aktionsfolge erforderlich ist, die vom externen Steuersignal abhängt. Das vorgeschlagene Gerät übernimmt diese Aufgabe. In jüngster Zeit wurde das Sortiment an Haushaltsvideogeräten (Fernseher, Videorecorder) durch neue Geräte ergänzt – Türvideokameras, Fernsehkameras zur Überwachung eines Bereichs oder Objekts usw. Dies impliziert die Notwendigkeit eines Geräts, das das Ein-/Ausschalten steuern kann des Gerätes nach einem vorgegebenen Programm, möglichst ohne diese zu verändern. Eine der Optionen für ein solches Gerät wird unten vorgestellt. Es ist für die Fernsteuerung von Fernseh- und Videogeräten im Haushalt als Teil von Überwachungssystemen vorgesehen. Mit diesem Gerät können Sie Ihren Fernseher und Videorecorder automatisch einschalten. Dies vereinfacht die Verwendung von Videospionen und versteckten Kameras und macht den Kauf eines Monitors überflüssig. „CYCLOP“ ist ein kleines Gerät mit digitaler Anzeige, drei Bedientasten, einem IR-Empfängerfenster an der Seite und einem externen IR-Sender. Das Gerät kann an jedem für den Benutzer geeigneten Ort aufgestellt werden und der IR-Sender wird an der Wand oder am Möbelstück gegenüber dem Fernseher und dem Videorecorder befestigt. Das Schema "des Geräts ist in Abb. 1 dargestellt.
Beginnen wir mit einer kurzen Beschreibung des Prinzips der Befehlsübertragung an Fernbedienungen von Haushaltsgeräten. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Informationen für die Übertragung über einen IR-Kanal zu kodieren. Die erste ist die Hochfrequenzmodulation. Eine Trägerfrequenz nahe 43,5 kHz wird mit einer relativ niederfrequenten Informationsnachricht moduliert. Dadurch können Sie den konstanten Anteil des Infrarothintergrunds im Raum beseitigen. Die zweite Methode besteht darin, den Befehl in Form des „MANCHESTER“-Codes darzustellen, der keine langen Null- oder Eins-Zustände hat und daher gut vor Störungen geschützt ist. Um die Batterielebensdauer der Fernbedienung sparsamer zu nutzen, verwenden einige Hersteller eine Einmalcode-Übertragungsmethode. Wenn Sie eine Taste auf der Fernbedienung drücken, wird zunächst eine Nachricht mit einem Befehlscode gesendet, gefolgt von relativ kurzen Nachrichten mit einem Code für das Gedrückthalten der Taste. Die Aufgabe des Geräts besteht darin, Befehle zu empfangen und zu dekodieren, ihren nichtflüchtigen Speicher aufzuzeichnen und diese Befehle dann, wenn sie ein Signal von außen empfangen, in einer bestimmten Reihenfolge zu senden. Die Qualität der Arbeit hängt weitgehend von der Genauigkeit des Befehlsempfangs ab. Das Modul BL1 – ein Standard-Single-Chip-Fotodetektor eines Farbfernsehers – ist für die Eingabe von Befehlen über die Fernbedienung ausgelegt. Vom Ausgang des Moduls wird die inertisierte, von der Konstantkomponente befreite digitale Sequenz an den P3.2-Eingang des DD1-Mikrocontrollers gesendet. Es ist besser, einen fertigen Fotodetektor zu verwenden, da dieses Gerät recht hohe Anforderungen an ihn stellt. Fotodetektoren verschiedener Typen sind mittlerweile im Handel erhältlich. Die verarbeiteten Informationen über empfangene Befehle werden in spezieller Form im DS1-ROM gespeichert. Die generierte Codesequenz vom P1.0-Ausgang des DD1-Controllers wird dem Eingang des DD2.4-Elements zugeführt, das zusammen mit DD2.3 einen Impulsgenerator mit einer Wiederholungsperiode von 27,2 μs bildet. Dieser Parameter muss so genau wie möglich eingehalten werden, da die meisten Single-Chip-Fotodetektoren und Haushaltsgeräte zum Empfang von Befehlen von Fernbedienungen einheitlich sind und die gleichen Trägerfrequenzparameter haben. Vom Ausgang des Elements DD2.4 wird die Codesequenz dem Stromverstärker - Transistor VT2 - zugeführt. Der Transistor wird durch zwei IR-Emitterdioden BI1 und BI2 belastet. Sie steuern die Videoausrüstung selbst. Dioden verschiedener Typen – AL156A und AL145A – wurden nicht zufällig ausgewählt. Tatsache ist, dass die Wellenlänge der Strahlung der Fernbedienungen verschiedener Fernseh- und Videogeräte von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sein kann. Daher wurden zwei verschiedene Dioden verwendet, um ein breiteres Strahlungsspektrum zu erhalten. Wenn nicht genügend Strom vorhanden ist (dies geschieht, wenn sich das Gerät an verschiedenen Orten befindet), können Sie die Anzahl der LEDs erhöhen, indem Sie den Widerstand R15 auswählen. Das CYCLOP-Gerät verfügt über zwei Universaleingänge. Eingang 1 – mit galvanischer Trennung am Optokoppler U1 – ist für eine Eingangsgleichspannung von 12 V ausgelegt, bei Anschluss über einen Löschkondensator ist jedoch auch der Betrieb an einem ~220 V-Netz möglich (z. B. Anschluss einer Wohnungsklingel). ). Eingang 2 ist der Eingang eines Schmitt-Triggers, aufgebaut aus Transistor VT1 und Element DD2.2. An diesem Eingang können sowohl 12 V als auch beliebige analoge Signale von einem Mikrofonverstärker oder einer Audio-Gegensprechanlage eingespeist werden. Signale von beiden Eingängen durchlaufen einen digitalen Filter, dessen Übertragungskoeffizient per Software eingestellt wird. Beide Eingänge sind in der Lage, von jeder Impulsflanke aus zu triggern, wodurch das Gerät mit verschiedenen Sensoren verwendet werden kann. Das Gerät ist auf einer Leiterplatte (Abb. 2) aus einseitig folienbeschichtetem Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1,5 mm montiert. Widerstände R17-R32 - P1-12 oder andere zur Oberflächenmontage (sie werden von der Leiterseite auf die Leiterplatte gelötet). Wenn keine oberflächenmontierbaren Widerstände vorhanden sind, können Sie Löcher bohren und normale MLT 0,125 vertikal installieren. Die digitale LED-Anzeige HG1 (von King Bright) wird von der Druckseite auf die Widerstände R23, R24, R31, R32 auf die Platine gelötet. Außerdem wird es mit den Spitzen nach oben platziert. Auf der Druckseite befinden sich auch Bedientasten. Der DA1-Stabilisator wird mit der Platine verschraubt, die Folie darunter fungiert als Kühlkörper.
Das Programm wurde unter Berücksichtigung der Tatsache geschrieben, dass die Frequenz des Hauptoszillators 24 MHz beträgt. Übrigens können Sie einen Quarzresonator mit einer anderen Frequenz verwenden – ab 10 MHz oder mehr. IR-Fotoempfänger BL1 – von Fernsehern und Videorecordern Funai, Samsung, LG. Drossel L1 - DM-0,1. Der Mikrocontroller DD1 (von ATMEL) ist in einem mit der Platine verlöteten Panel verbaut. Bei der Programmierung des Gerätes sollten die Anschlussleiter möglichst kurz sein, um den Einfluss von Störungen zu reduzieren. Es empfiehlt sich, das Fotodetektorfenster mit einem Lichtfilter abzudecken, der nur IR-Strahlen durchlässt. Die Fernbedienung sollte in einem Abstand von 10...60 cm zum Gerät platziert werden. Befehle vom Bedienfeld des Fernsehgeräts oder Tonbandgeräts werden in den Speicher des Geräts eingegeben. Auf Befehl des externen Klingeltastensensors führt das Gerät das angegebene Programm aus: Einschalten oder Einschalten des Fernsehers und Videorecorders. Das Bedienfeld enthält drei Tasten und ein Display. Über die Tasten kann der Benutzer verschiedene Bedienoptionen auswählen. Der Gerätespeicher ist in 16 Abschnitte (Programme) unterteilt, die jeweils aus 16 Schritten (Hardware-Steuerbefehle) bestehen können. Für den normalen und effizienten Betrieb des Geräts im Videoüberwachungssystem ist es notwendig, das Programm korrekt in den Speicher einzugeben. Um das Prinzip der Programmierung besser zu verstehen, schauen wir uns ein Beispiel an. Nehmen wir an, wenn es an der Tür klingelt, müssen Sie den Fernseher für 15 Sekunden einschalten, dann ausschalten und den Videorecorder für 30 Sekunden zur Aufnahme einschalten und ihn dann ebenfalls ausschalten. Da einige Fernseher nicht sofort in der Lage sind, Befehle von der Fernbedienung sofort nach dem Einschalten anzunehmen, müssen Sie 5 Sekunden lang pausieren, bevor Sie den Videoeingang des Fernsehers (AV) einschalten, an den der Videospion angeschlossen ist. Stellen wir uns vor, wie Sie diese Vorgänge mit den Fernbedienungen von Fernsehgeräten und Videorecordern ausführen können.
Versuchen wir nun, diesen Steueralgorithmus in ein Programm für das CYCLOP-Gerät zu übersetzen.
Sie sollten beim Entwerfen Ihres Programms sehr vorsichtig sein. Das betrachtete Beispiel berücksichtigt nicht alle Funktionen des Überwachungssystems und Haushaltsgeräte arbeiten häufig nach unterschiedlichen Algorithmen mit unterschiedlichen Reaktionszeiten. Das Gerät verfügt über fünf Betriebsmodi. MODUS "PROGRAMM" - PROGRAMMIERUNG Der „PROGRAM“-Modus wird durch Drücken der SB1 „Mode“-Taste aktiviert. Auf dem Display wird „00“ angezeigt (der Punkt davor zeigt an, dass die Programmierung aktiviert ist). Wenn die Programme bereits eingegeben wurden und eines davon angepasst werden muss, wählen Sie es mit den Tasten SB2 „<<<“ oder SB3 „>>>“ aus. Das Symbol in der ersten Vertrautheit der Tafel ist die Nummer des gewählten Programms im Hexadezimalcode (0 ist die erste, F ist die sechzehnte), und in der zweiten ist auch die Seriennummer des Schritts (Befehls) im Programm enthalten im Hexadezimalcode. Bitte achten Sie auf die Art des verwendeten Bedienfeldes. Tatsache ist, dass Fernbedienungssysteme mehrere Arten von Befehlen verwenden. Die Unterschiede bei der Arbeit mit einem Fernseher oder Videorecorder mögen völlig unsichtbar sein, aber diese Befehle werden unterschiedlich in das CYCLOP-Gerät eingegeben. Für einfache Befehle (ohne Stromsparen) ist alles einfach: ein Druck – ein Befehl. Wenn Sie Befehle eines anderen Typs eingeben, müssen Sie dreimal dieselbe Fernbedienungstaste drücken, damit CYCLOP den gesendeten Befehl versteht. Der Unterschied wird sofort in der Bedienung des Gerätes sichtbar. Bis der Befehl zuverlässig definiert ist, erfolgt kein Übergang zum nächsten Schritt! Nachdem der Befehl definiert wurde, geht das Gerät zum nächsten Programmierschritt über – die Zahl auf dem Display erhöht sich um eins. Jetzt können Sie die Pausenzeit zwischen Befehlen oder den nächsten Befehl in das Programm eingeben. Die Eingabe der Pausenzeit erfolgt über die Tasten „<<<“ oder „>>>“ und kann von 1 bis 256 s verändert werden. Jeder Tastendruck fügt eine Verzögerung von 1 s hinzu, die Gesamtzeit in Sekunden wird im Hexadezimalcode auf dem Display angezeigt. Jedes Mal, wenn diese Tasten gedrückt werden, zeigt das Display etwa eine Sekunde lang die Dauer der Verzögerung an, die NACH dem gerade gegebenen Befehl ausgeführt wird. Standardmäßig hat es den kleinstmöglichen Wert – 1s. Nachdem Sie alle Programmschritte festgelegt haben, können Sie durch Drücken der Taste SB1 „Mode“ die Programmierung unterbrechen und mit den Tasten SB2 und SB3 das nächste Programm auswählen, das eingegeben werden soll. Durch erneutes Drücken der „Mode“-Taste wechselt das Gerät in den „WORK“-Modus (dies wird weiter unten besprochen). Wird beim Programmieren ein Befehl eingegeben, der bereits zuvor eingegeben wurde, wird ihm kein eigener Speicherplatz zugewiesen, sondern nur seine Nummer im Programm abgelegt. Sie können die erstmalige und die wiederholte Eingabe eines Befehls wie folgt unterscheiden: Wenn das Gerät ihn bei der ersten Eingabe nicht mit einem der bereits gespeicherten Befehle identifiziert, erscheint in der zweiten Vertrautheit des Displays ein Punkt auf der Anzeige ( '0'0) und bleibt bis zum Loslassen der Fernbedienungstaste bestehen; Wenn das Gerät im gleichen Fall den eingegebenen Befehl unter den bereits im Speicher gespeicherten Befehlen findet, erscheint der Punkt nicht in der zweiten Vertrautheit. Diese Funktion ist praktisch, um die Zuverlässigkeit der Codeerfassung des Geräts zu bestimmen. Wenn Sie denselben Befehl wiederholt eingeben und bei allen oder einigen Versuchen außer dem ersten ein Punkt in der zweiten Vertrautheit erscheint, bedeutet dies, dass der Code nicht sicher bestimmt wurde. Sie sollten den Abstand zwischen Gerät und Fernbedienung wählen oder überschüssigen Infrarothintergrund in der Wohnung beseitigen (z. B. Vorhänge schließen, wenn draußen die Sonne hell scheint). An dieser Stelle ist zu beachten, dass es manchmal Fernbedienungen gibt, die bei zweimaligem Drücken derselben Taste leicht unterschiedliche Codes generieren. Beispielsweise gab die Fernbedienung eines SAMSUNG-Fernsehgeräts bei jedem ungeraden Tastendruck das letzte Bit gleich eins aus, während dieses Bit bei jedem geraden Tastendruck gleich Null war. Diese Funktion hat keinen Einfluss auf den Betrieb des Geräts. "TESTMODUS Der Modus „TEST“ dient zum Debuggen und Testen des Programms. Es besteht aus zwei Abschnitten: Überprüfen von Befehlen und Programmen. Sie können diese Modi aus dem Programmiermodus aufrufen. Wenn Sie die Tasten SB2 und SB1 gleichzeitig drücken, zeigt das Display L0 an. Das Symbol L bedeutet, dass der Befehl überprüft wird, und die Zahl 0 gibt seine Nummer an – die erste. Mit den Tasten SB2 und SB3 können Sie den zu prüfenden Befehl auswählen. Wenn Sie die SB1-Taste drücken, spielt das Gerät den ausgewählten Befehl ab. Wenn Sie die Tasten SB3 und SB1 gleichzeitig drücken, zeigt das Display NO an. In diesem Modus können Sie ein komplettes Programm testen. Mit den Tasten SB2 und SB3 können Sie das zu prüfende Programm auswählen. Wenn Sie die Taste SB1 drücken, spielt das Gerät das ausgewählte Programm ab. Auf diese Weise können Sie die Funktion jedes einzelnen Befehls und des Programms als Ganzes überprüfen. Wenn mindestens ein Befehl fehlschlägt, muss das Gerät sorgfältiger neu programmiert werden. Wenn bei der Ausführung des Programms ein Fehler festgestellt wird, können Sie in den Modus „PROGRAMM“ zurückkehren und nur dieses Programm neu programmieren. Sie können den „TEST“-Modus verlassen, indem Sie erneut dieselben Tasten drücken, die beim Aufrufen gedrückt wurden. ARBEITSMODUS Der „WORK“-Modus ist der wichtigste. Der Benutzer kann die Nummer des im Speicher gespeicherten Programms wählen, nach dem das Gerät arbeiten soll. Beispiele für Anzeigewerte im „WORK“-Modus: blinkende Symbole 10 oder 3- oder 04. Dies ist der Modus, in dem auf einen Impuls von einem beliebigen Eingang gewartet wird. Die erste Ziffer zeigt die Nummer des Programms, das über Eingang 1 gestartet wird, und die zweite Ziffer zeigt die Nummer des Programms, das über Eingang 2 gestartet wird. Wenn auf dem Display anstelle einer Nummer ein Bindestrich angezeigt wird, bedeutet dies, dass das Der entsprechende Eingang ist deaktiviert und das Gerät reagiert nicht auf den Impuls. Wenn zwei Striche auf dem Display blinken, sind beide Eingänge deaktiviert und „CYCLOP“ führt kein Programm aus. Mit den Tasten SB2 und SB3 können Sie für jeden Eingang ein Programm auswählen. Wenn am Eingang für eine bestimmte Zeit kein Impuls empfangen wird, schaltet sich das Display ab und das Gerät arbeitet im Modus „WORK“ ohne Anzeige weiter. Diese Funktion ist notwendig, um sicherzustellen, dass die Anzeige keine unnötige Aufmerksamkeit erregt. Das Display kann durch Drücken der Taste SB2 oder SB3 eingeschaltet werden. Die Zeitspanne bis zum Ausschalten des Displays wird in den Geräteparametern eingestellt. AKTIVER MODUS Befindet sich das Gerät im „WORK“-Modus und wird an einem seiner Eingänge, für den ein Programm definiert ist, ein Impuls empfangen, geht es in den „ACTIVE“-Modus. Die Impulsdauer muss einen bestimmten Wert überschreiten (Parameter P0 oder P1 im Abschnitt Parameter). Dies ist notwendig, um Fehlalarme des Geräts durch kurze Impulse zu verhindern, die aufgrund von Störungen auftreten können. Unmittelbar nach dem Wechsel in den Modus „ACTIVE“ beginnt der CYCLOP mit der Ausführung des für diesen Eingang definierten Programms. Das Display zeigt ein spezielles Symbol in Form von drei horizontalen Linien und die Nummer des übertragenen Befehls an. Zu diesem Zeitpunkt ist das Gerät nicht in der Lage, Tastendrücke oder wiederholte Eingabeimpulse wahrzunehmen. Nach Abschluss der Programmausführung kehrt das Gerät in den „WORK“-Modus zurück. PARAMETERMODUS Dieser Modus ist nur während der Geräteprogrammierung erforderlich. Sie können es aus dem Programmiermodus heraus aufrufen, indem Sie gleichzeitig die Tasten SB2 und SB3 drücken. Wir listen die Parameter auf, die in diesem Modus eingestellt werden können.
Die Parameter PO und P1 werden in Hundertstelsekunden angegeben und können dementsprechend Werte von 0,01 bis 2,56 s annehmen. Wenn Sie die Parameter PO oder P1 auf Null setzen, wird sichergestellt, dass das Gerät bei der ersten Änderung des Signalpegels ausgelöst wird. Der aktive Pegel für die Eingänge ist der entgegengesetzte Pegel zu dem, der am Eingang vorhanden war, als das Gerät in den Modus „WORK“ wechselte. Wenn am Eingang 2 eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hz eingespeist werden muss, muss der Parameter P1 gleich Null gesetzt werden, da in diesem Fall am Eingang eine pulsierende Spannung mit einer Frequenz von 50 Hz und a anliegt Dauer von weniger als 0,01 s. Parameter P2 legt die Anzahl der Befehlscodeübertragungen fest, wenn das Gerät jeden Programmschritt ausführt. Dieser Parameter wird in Situationen benötigt, in denen das gesteuerte Objekt (Fernseher oder Videorecorder) gesendete Befehle nicht sicher wahrnimmt. Normalerweise reicht ein Wert von 2-3 aus. Die Bedeutung des Parameters P3 ist das Intervall zwischen dem Senden von Befehlen in einem Burst, ausgedrückt als Prozentsatz der Befehlslänge (seine zeitliche Dauer). Dies wurde nur für den Fall der Fälle eingeführt, da das „proprietäre“ Intervall zwischen den Befehlen der Fernbedienung nicht gemessen und nicht im Speicher aufgezeichnet wird. Die Praxis hat gezeigt, dass dieser Parameter innerhalb der vorgegebenen Einstellgrenzen nahezu völlig unkritisch ist. Parameter P4 wird geändert, wenn ein Quarzresonator mit einer anderen als der im Diagramm angegebenen Frequenz verwendet wird. Dieser Parameter dient ausschließlich der korrekten Generierung von Zeitintervallen zwischen Befehlen und Guard-Intervallen. Wir dürfen nicht vergessen, dass die Genauigkeit der Aufzeichnung und Wiedergabe von Befehlen umso schlechter ist, je niedriger die Taktfrequenz ist. Die Standard-Quarzfrequenz beträgt 24 MHz. Die Parameter P6 und P7 dienen als Referenz; sie spiegeln die Programmnummern wider, die den Eingängen 1 bzw. 2 zugewiesen sind. Im Modus „PARAMETER“ können sie nicht geändert werden. Parameter P8 bestimmt die Zeit in Sekunden zwischen dem letzten Tastendruck und dem Ausschalten des Displays. Während der Programmierung kann CYCLOP auf Fehler hinweisen. Fast alle Fehler werden automatisch zurückgesetzt. Hier ist ihre Beschreibung:
Wenn der Gerätespeicher voll ist, muss ein Löschvorgang durchgeführt werden. Dazu müssen Sie in den „PROGRAMM“-Modus wechseln und alle drei Tasten gleichzeitig drücken. Auf dem Display erscheinen blinkende Symbole in Form von drei horizontalen Linien. Ohne die Tasten loszulassen, müssen Sie warten, bis die Bindestriche erscheinen und alle Informationen im Befehls- und Programmspeicher gelöscht werden. Die Geräteparameter bleiben ohne Änderungen unverändert. Software für den Mikrocontroller Autoren: D.Bespyatich, A.Kolesnikov, Perwouralsk, Gebiet Swerdlowsk.
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