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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Infrarot-Lichtsteuerungssystem. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Infrarot-Technologie Beschreibung Das hier beschriebene Infrarot-Steuerungssystem verfügt über eine erhöhte Störfestigkeit, die durch die mehrfache Übertragung von Befehlen erreicht wird. In diesem Fall gibt der Decoder nur dann ein Signal über den Empfang des entsprechenden Befehls aus, wenn mindestens zwei der drei nacheinander empfangenen Befehle die gleichen Informationen enthalten. Sender Zur Übertragung von Befehlen wird ein Impulscode verwendet. Der Sender-Encoder ist auf zwei digitalen CMOS-Mikroschaltungen der 561-Serie aufgebaut (Abb. 1, DD1, DD2). Auf den Elementen DD1.1 und DD1.2 ist ein Rechteckimpulsgenerator aufgebaut, der mit einer Frequenz von etwa 200 Hz arbeitet. Da die Schaltschwelle von CMOS-Elementen nicht genau der halben Versorgungsspannung entspricht, werden der herkömmlichen Oszillatorschaltung die Elemente R2 und VD1 hinzugefügt, um die Impulse auszugleichen. Die Generatorimpulse werden einem Zähler mit Decodern (DD2-Mikroschaltung) zugeführt, der normalerweise einen Umrechnungsfaktor von 10 hat. In den Momenten, in denen sich der Zähler im Zustand 0 oder 1 befindet, liegt an den Pins 0 oder 1 (Pins 3) eine logische 2 an bzw. 1), was den Durchgang von Generatorimpulsen durch das Element DD1.3 zum Pufferelement des Senders verhindert. In anderen Zuständen des Zählers gelangen Impulse positiver Polarität zum Pufferelement des Senders. Wenn keine der Tasten SB1-SB7 gedrückt wird, treffen daher Bursts von acht Impulsen am Pufferelement des Senders ein, getrennt durch ein Intervall von 2.5 Impulsperioden. Die Übertragung solcher Pakete entspricht dem Fehlen von Befehlen.
Betrachten wir die Bildung von Befehlen am Beispiel eines Befehls mit 5 Impulsen. Wenn Sie die Taste SB5 drücken, verhindert der Zähler wie zuvor den Durchgang der ersten beiden Impulse zum Modulator. Anschließend gelangen 5 Impulse zum Senderpuffer, woraufhin der Zähler auf Zustand 7 gesetzt wird und an seinem Ausgang 7 (Pin 6 DD2) eine logische 1 gesetzt wird. Dieses Signal wird über die geschlossenen Kontakte der SB5-Taste dem Eingang R zugeführt des Zählers DD2 und setzt ihn auf 0 zurück. Dadurch werden am Pin 10 des Elements DD1.3 Bursts von fünf Impulsen gebildet, die durch Intervalle gleicher Dauer wie ohne Befehlsübertragung getrennt sind. Wenn Sie eine andere Taste drücken, werden entsprechend der Tastennummer Bursts mit der Anzahl der Impulse – von eins bis acht – im gleichen Intervall erzeugt. Der IR-Sender ist ein Pufferelement (DD3.1, DD3.2), ein Trägerfrequenzgenerator (25-30 kHz) (DD3.3, DD3.4) und ein Verstärker (VT1). Der Trägerfrequenzgenerator wird hinsichtlich der Amplitude durch Impulsstöße modelliert, die vom Encoder kommen. Im Kollektorkreis des Transistors VT1 ist eine IR-emittierende LED enthalten, die eine exakte Kopie des Encodersignals in den Weltraum sendet. Empfänger Der Receiver wird nach dem klassischen Schema der russischen Industrie (insbesondere bei Rubin-, Temp-TVs usw.) zusammengebaut. IR-Strahlungsimpulse fallen auf die IR-Fotodiode VD1, werden in elektrische Signale umgewandelt und durch die Transistoren VT3, VT4 verstärkt, die nach einer gemeinsamen Emitterschaltung geschaltet sind. Auf dem Transistor VT2 ist ein Emitterfolger montiert, der den Widerstand der dynamischen Last der Fotodiode VD1 und des Transistors VT1 an die Eingangsimpedanz der Verstärkerstufe am Transistor VT3 anpasst. Die Dioden VD2, VD3 schützen den Impulsverstärker am Transistor VT4 vor Überlastungen. Alle Eingangsverstärkerstufen des Empfängers unterliegen einer tiefen Stromrückkopplung. Dies sorgt für eine konstante Lage des Arbeitspunkts der Transistoren, unabhängig von der äußeren Beleuchtungsstärke – eine Art automatische Verstärkungsregelung. Dies ist besonders wichtig, wenn der Empfänger in Innenräumen mit künstlicher Erfrischung oder im Freien bei hellem Tageslicht verwendet wird, wenn die IR-Fremdstrahlung sehr hoch ist. Als nächstes durchläuft das Signal einen aktiven Filter mit einer doppelten T-förmigen Brücke, die auf einem VT5-Transistor, den Widerständen R12-R14 und den Kondensatoren C7-C9 aufgebaut ist. Es reinigt das codierte Signal von Wechselstromstörungen, die von elektrischen Lampen ausgehen. Die Lampen erzeugen einen modulierten Strahlungsfluss mit einer Frequenz von 100 Hz. und zwar nicht nur im sichtbaren Teil des Spektrums, sondern auch im IR-Bereich. Das gefilterte Signal der Codenachricht wird am Transistor VT6 gebildet. Die Trägerfrequenz wird nicht mehr benötigt und mit dem einfachsten RS-Filter an R18, C14 unterdrückt. Das Ergebnis ist ein Signal, das völlig identisch ist mit dem Signal, das am Ausgang des Befehlsencoders ausgegeben wird. Pakete von Eingangsimpulsen negativer Polarität werden dem Former zugeführt und auf den Elementen R1, C1, DD1.1 zusammengesetzt. Ein solcher Former hat die Eigenschaften einer integrierenden Kette und eines Schmitt-Triggers. An seinem Ausgang haben die Impulse steile Fronten, unabhängig von der Steilheit der Fronten am Eingang. Darüber hinaus werden kurzzeitige Impulsgeräusche unterdrückt. Vom Ausgang des Elements DD1.1 werden die Impulse dem Pausendetektor zugeführt. Es wird auf den Elementen R20, C13, VD4, DD1.2 montiert. Genau wie DD1.1, DD1.3 funktioniert das XOR-Element „DD1.2“ als Verstärker – Signalverstärker, da einer seiner Eingänge mit einem gemeinsamen Draht verbunden ist. Der Pausendetektor funktioniert durch die folgende Schleife. Der erste negative Impuls des Bursts, der über die Diode VD4 zum Eingang des Elements DD1.2 gelangt, schaltet ihn in den Zustand 0. In der Pause zwischen benachbarten Impulsen wird der Kondensator C13 durch den durch den Widerstand R20 fließenden Strom, die Spannung am Eingang DD1.2, allmählich aufgeladen .4 erreicht jedoch nicht die Schaltschwelle dieses Elements. Jeder nachfolgende Impuls durch die VD2-Diode entlädt schnell den Kondensator C1.2, daher ist der Ausgang von DD0 während des Bursts logisch 5. In der Pause zwischen den Bursts Erreicht die Spannung am Eingang 1.2 von DD13 die Schaltschwelle, schaltet dieses Element lawinenartig aufgrund der positiven Rückkopplung über den Kondensator C1 in den Zustand 10. Dadurch entsteht in der Pause zwischen den Bursts ein positiver Impuls wird am Ausgang 1.2 des DD4-Elements gebildet (viertes Diagramm in Abb. 2), wodurch der Zähler auf dem DD0-Chip auf 1.1 zurückgesetzt wird. Die Impulse vom Ausgang des DD2-Formers gehen auch zum Zählen des Ausgangs CN des Zählers DDXNUMX, wodurch der Zähler nach dem Ende des Bursts auf die Zustände gesetzt wird, die der Anzahl der Impulse im Burst (und damit der Befehlsnummer) entsprechen. Als Beispiel in Abb. 4 zeigt den Betrieb des Zählers beim Empfang einer Reihe von fünf Impulsen. Die Vorderseite des Impulses vom Pausendetektor schreibt die Daten vom Zähler in die Schieberegister DD3.1, DD3.2, DD4,1 um, wodurch an ihren Ausgängen jeweils eine logische 1, 1, 0 erscheint . Nach dem Ende des zweiten Bursts von fünf Impulsen verschiebt der Impuls am Ausgang des Pausendetektors die zuvor aufgezeichneten Informationen von Bit 1 der Schieberegister in Bit 1, in Bit 2 schreibt er das Ergebnis der Zählung der Impulszahl des nächsten Bursts usw. Infolgedessen sind bei kontinuierlichem Empfang von Bursts von fünf Impulsen alle Ausgänge der Schieberegister DD1, DD3.1, DD3.2 jeweils logisch 4.1, 1, 0. Diese Signale werden den Eingängen der Hauptventile der DD1-Mikroschaltung zugeführt, an ihren Ausgängen erscheinen dem Eingang entsprechende Signale, sie werden den Eingängen des DD5-Decoders zugeführt. Am Ausgang 6 des Decoders erscheint eine logische 5, was ein Zeichen für den Empfang dieses Befehls mit der Anzahl der Impulse gleich fünf ist. Dies geschieht beim störungsfreien Empfang von Befehlen. Bei starken Störungen kann die Anzahl der Impulse im Burst von der erforderlichen abweichen. In diesem Fall weichen die Signale am Ausgang der Schieberegister von den richtigen ab. Und die großen Ventile werden das falsche Signal ignorieren. Wenn also in der Folge von Impulsstößen, die in den Eingang des Befehlsdecoders gelangen, in drei beliebigen aufeinanderfolgenden Impulsstößen zwei die richtige Anzahl von Impulsen haben, wird am gewünschten Ausgang des DD6-Chips ständig eine logische 1 aufrechterhalten. Wenn keine der Sendertasten gedrückt wird oder der Sender überhaupt nicht eingeschaltet ist oder kein Empfangssignal vorhanden ist, haben die Ausgänge 1-2-4 des DD2-Zählers nach dem Ende eines Stoßes von acht Impulsen eine logische 0, und alle verwendeten Ausgänge des DD6-Decoders haben ebenfalls eine logische 0. Weitere Signale von Decoder-Befehlen werden an den Helligkeitsregler gesendet, der auf den Elementen DD7-DD13, R21-R30, VD5, VS1, C14-16, VT7 aufgebaut ist. Insbesondere werden die Befehle 1, 3, 5, 7 jeweils „on“, „off“, „more“, „less“ verwendet. Zur gleichzeitigen Steuerung über die Fernbedienung und den Regler selbst. Signale vom Decoder und von den Bedientasten sind 2OR-NOT (DD12) und 4OR-NOT (DD8) Logikelemente verbaut. Die ersten sind für eine stufenlose Verstellung ausgelegt, die zweiten eignen sich auch für das Ein- und Ausschalten, die Zählersatzbegrenzer DD10) und die Rückstelleinheit. Die stufenlose Verstelleinheit umfasst Pufferwechselrichter DD12.1 DD12.2, Verstellgeschwindigkeitsgenerator (DD9.1, DD9.2) und Schalter (DD9.3, DD9.4). Der Dimmer funktioniert wie folgt: Die Befehlssignale „mehr“, „weniger“ werden an elektronische Tasten gesendet, wodurch an deren Ausgängen am Ausgang des DD9.3-Elements Einstellimpulse erscheinen, wenn der Befehl „bol“ lautet. und am Ausgang des DD9.4-Elements, wenn der Befehl „more“ erfolgt. Diese Signale werden an die Pins +1 und -1 des DD10-Zählers gesendet. Dieser Zähler empfängt die Signale „Ein“ bzw. „Aus“ am RE-Eingang (parallele Aufzeichnung), und die Eingänge für parallele Aufzeichnung sind mit „+“ verbunden ", was bedeutet, dass 15 davon installiert sind) und geben Sie R ein. Die Pufferelemente DD12.3, DD12.4, DD12.5 dienen der Anpassung der Schaltungen von Ein- und Ausgängen. Die von den Ausgängen 15 und 0 abgenommenen Signale dienen dazu, den Zähler bei Erreichen von 15 und 0 zu stoppen, d.h. "on" Zustände und aus". Der Regler verwendet eine Impulsregelung durch ein Schaltelement – einen Thyristor. Die Phasenregelzeit bestimmt die Anzahl der Stellen im Zähler der Steuereinheit und die Periode der Netzspannung. Daten vom Zähler DD10 werden in Form eines digitalen Codes am Eingang der Parallelaufzeichnung des Zählers DD11 empfangen. Die für den Betrieb notwendigen Phaseninformationen stammen vom Stromversorgungsgleichrichter des gesamten Stromkreises. Die Sinusspannung vom Abwärtstransformator T1 wird durch eine Vollweg-Gleichrichterdiodenbrücke VDS2 gleichgerichtet und einem variablen Widerstand R27 und dann dem Eingang des Pufferverstärkers DD1.3 zugeführt. Bei einer positiven Halbwelle am Eingang des Logikelements DD1.3 liegt ein hoher Signalpegel an, beim Nulldurchgang ein niedriger und bei einer negativen ein hoher. Dadurch werden am Ausgang des Elements kurze negative Impulse mit einer Frequenz von 100 Hz ausgegeben. Synchronisationsimpulse kommen gleichzeitig am Eingang der Schreibberechtigung PE des Zählers DD1.1, an einem der Ausgänge des auf den Elementen DD13.3, DD13.4 aufgebauten RS-Triggers und am Steuereingang des Impulsgenerators an (an einen der Eingänge des Elements DD13.1). Wenn am PE-Eingang des Zählers DD2 eine Low-Pegel-Spannung ankommt, wird sie unabhängig von den Signalen an den Takteingängen durch den zuvor an den Paralleleingängen D1-D4 des Zählers aufgezeichneten Code in diesen geladen, d.h. Der parallele Download-Vorgang ist asynchron. In der Ausgangsstellung ist der Ausgang 15 des Zählers High. Wenn der Zähler sein Maximum erreicht hat, erscheint mit der nächsten negativen Taktflanke am Eingang +1 des Zählers an seinem Ausgang ein Pegel von 0. Auf diese Weise werden am RS Impulse mit niedrigem Pegel empfangen Eingang des Triggers DD13.3, DD13.4: ein Taktimpuls vom Logikelement DD1.3 und der Ausgangsimpuls des Zählers DD11, gegenüber dem Taktimpuls um eine Zeit verschoben, die durch einen digitalen Code an den parallelen Eingängen bestimmt wird D1-D4 des Zählers. Die gesamte Schaltung wird von einem Stabilisatorchip DA1 gespeist. Die Schaltung ist wie folgt aufgebaut: Die Ansprechschwelle des Elements DD1.3 ist so eingestellt, dass an seinem Ausgang kurze Impulse negativer Polarität entstehen. Als nächstes wird der Master-Oszillator eingerichtet, dessen Frequenz nach folgender Formel berechnet wird: fГ=2*FC*(2n-1), Hz, wobei FC die Netzfrequenz in Hz ist; n ist die Anzahl der Stellen des Zählers. Literatur:
Autor: Rusin Alexander Sergeevich, Moskau; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
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