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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Multi-Befehls-Fernsteuergerät auf einem Mikrocontroller für pyrotechnische Shows mit elektrischen Zündern. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Mikrocontroller Das vorgeschlagene Fernsteuerungsgerät mit mehreren Befehlen wurde für pyrotechnische Shows mit elektrischen Zündern entwickelt. Sie verfügt über unbestreitbare Vorteile gegenüber sperrigen Kabelfernbedienungen, steht diesen jedoch dank der Verwendung moderner Elementbasis und digitaler Signalkodierung in puncto Zuverlässigkeit in nichts nach. Offensichtlich ist der Anwendungsbereich solcher Geräte sehr groß. Die Fernbedienung besteht aus einem Sendeteil und acht Empfangsteilen (je 30 Befehle). Feuerwerkskörper werden über eine Standard-PC-Tastatur gesteuert, die an den Sendeteil der Fernbedienung angeschlossen ist. Der Sendeteil ist mit einem Display zur Anzeige der aktuellen Betriebsart und der Anzahl ausführbarer Befehle ausgestattet. Auf der Vorderseite des Senders befinden sich LEDs (2 Stück). Eine davon ist die Betriebsanzeige für den Leistungsverstärker des Senders, die zweite ist die Anzeige für niedrigen Batteriestand. Wenn der Abstand zwischen Empfänger und Sender 20-30 m nicht überschreitet, ist es möglich, mit ausgeschaltetem Leistungsverstärker zu arbeiten. In diesem Fall beträgt der vom Sendeteil verbrauchte Strom 50 mA. Wenn eine größere Reichweite benötigt wird, muss der Leistungsverstärker eingeschaltet werden (auf der Tastatur ist es F12). In diesem Modus beträgt der Stromverbrauch 150 mA. Bei Tests in einer Entfernung von etwa 1 km auf freiem Gelände wurde ein sicheres Arbeiten beobachtet. Die Funkkanäle des Geräts arbeiten mit relativ hohen Frequenzen – 166,7 MHz (Kanal 0). Der Komfort dieser Frequenzen liegt auf der Hand: Mit kleinen Antennengrößen (40 cm) und geringer Sendeleistung (0,3 W) wird eine „ordentliche“ Reichweite für sicheren Betrieb erreicht. Das Gerät verfügt über 10 Frequenzkommunikationskanäle, wie bei einem Funktelefon oder einer Radiostation. Der Übergang von Kanal zu Kanal erfolgt durch Drücken der Taste F11. Beim Umschalten auf den nächsten Frequenzkanal reagieren die Empfänger mit einem „Lauffeuer“ auf der unteren LED-Reihe, um die Befehlsausführung übersichtlicher zu gestalten. Um die Frequenzen des Lokaloszillators und des Hauptoszillators des Senders zu stabilisieren, wurden Frequenzgittersynthesizer verwendet, die auf Sanyo LM 7001-Mikroschaltungen implementiert sind und sich in vielen Designs bei Frequenzen bewährt haben, die sogar über den Passfrequenzen dieser Mikroschaltung liegen. Jeder der Empfänger ist mit einem Niederfrequenzmonitor (im Diagramm nicht dargestellt) ausgestattet, um die Geräuschumgebung an einem bestimmten Einsatzort des Geräts nach Gehör beurteilen zu können. Betriebsarten
Einstellung
Wenn alle Platinen korrekt zusammengebaut und noch nicht an ihren Plätzen auf der „Hauptplatine“ verlötet sind, empfiehlt es sich, eine ungefähre Anpassung des Sender-Master-Oszillators und des Empfänger-Local-Oszillators vorzunehmen. Durch Anlegen von +5 V an Zweig 4 des MC3361 schließen Sie den ULF an seinen neunten Zweig an und stellen Sie sicher, dass Rauschen vom Frequenzdetektor vorhanden ist. Durch Verdrehen des Kerns der Phasenschieberschaltung wird der maximale Rauschwert erreicht. Darüber hinaus sollte der Verstellbereich des Kerns es ermöglichen, das maximale Geräusch etwa in der Mittelposition zu erreichen.
Als nächstes messen Sie die Frequenz des lokalen Oszillators des Empfängers. Bis der Synthesizer mit dem Controller „geflasht“ wird, wird die Frequenz sehr instabil sein. Durch Auswahl der im Diagramm * markierten Kapazitäten wird ein Näherungswert der Frequenzmesserablesungen auf einem Niveau von ca. 155 MHz erreicht. Bei der groben Abstimmung sollten Sie die Windungen der Lokaloszillatorspule nicht berühren, können aber vorübergehend eine Kapazität von 1-7 pF parallel anlöten. Anschließend werden die Controller-, Filter- und Anzeigeplatinen in das „Motherboard“ eingelötet. Wenn alles richtig zusammengebaut ist und der Prozessor „geflasht“ ist, wird auf der Anzeigetafel der Befehl „Running Fire“ ausgelöst. Dieser Testbefehl wird jedes Mal ausgeführt, wenn der Strom auf der Empfangsseite eingeschaltet wird. Nächster Schritt. Löten Sie die Empfängerplatine mit Mitteltöner vorsichtig an langen Drähten an die „Hauptplatine“. Messen Sie die Spannung am Testpunkt (2,5+/- 0,5 V). Passen Sie den lokalen Oszillator erneut an und wählen Sie die Kapazitäten von 68 und 39 pF genauer aus, bis die gewünschte Spannung erscheint. Die endgültige Justierung erfolgt durch Auseinanderdrücken der Konturwindungen. Gleichzeitig ist es unerwünscht, einen Trimmerkondensator parallel dazu zu belassen, da der Lokaloszillator bei der geringsten Änderung seiner Kapazität (Temperatur, Stoß) den PLL-Erfassungsbereich verlässt. Abschirmung ist ein Muss. Wir wiederholen die gleichen Vorgänge mit dem Mitteltöner, mit dem einzigen Unterschied, dass die Anzeige des normalen Betriebs des Controllers und anderer Knoten des „Motherboards“ des Senders „0 0 0“ auf dem Display und der Ton aus ist der Piezo-Emitter. Wir schalten die Tastatur im Steckplatz ein und sorgen dafür, dass beim Drücken der Tasten deren Nummern auf dem Display angezeigt werden. Die Stromversorgung des Displays beträgt ca. 1,3 V (wird je nach fehlender Beleuchtung zusätzlicher Segmente ausgewählt). Wenn der Mitteltonbereich des Sendeteils abgestimmt ist (am Kontrollpunkt 2,5 V +/- 0.5 V), stellen Sie seine Frequenz auf 166,7 MHz ein, indem Sie die Kondensatoren in der Nähe des mit * markierten 7,2-MHz-Quarzs genau auswählen. Wir schalten den Empfangsteil ein und stimmen ihn genau auf das Sendersignal ab (durch Auswahl der gleichen Kapazitäten, nur im mittleren Bereich des Empfängers), um das Verschwinden von Rauschen am Ausgang 9 des MS 3361 zu kontrollieren. Wir tragen den Sender vom Empfänger weg, bis der Empfänger Geräusche macht. Wir passen die Anpassungsschleife zur Verbindung des lokalen Oszillators mit dem Mischer entsprechend dem maximal möglichen Rauschverlust an. Drücken Sie eine der Buchstabentasten auf der Tastatur. Wir hören den Code im Empfänger. Wir passen die Phasenverschiebungsschaltung an, bis die Tonverzerrung verschwindet, und reduzieren gleichzeitig die Modulationsamplitude im Sender. Stellen Sie dann den Modulationspegel auf normalen, unverzerrten Ton vom Empfänger an Pin 9 des MC3361 ein. Die endgültige Einstellung des Empfängers erfolgt durch Anpassen der Windungen der URF-Spulen auf maximale Empfindlichkeit bei eingeschalteter Antenne (Viertelwelle). Während dieser Aufbauphase ist der Sendeleistungsverstärker ständig ausgeschaltet und es ist keine Antenne daran angeschlossen. Nächste Stufe. Wir steuern den Ton an Pin 7 des LM358 (Filterausgang zweiter Ordnung mit einer Resonanzfrequenz von 1,5 kHz). Dies ist die vom Sender erzeugte Pilottonfrequenz. Der Filter muss nicht konfiguriert werden. Am 7. Strang des Filters muss bei fehlendem Signal die halbe Versorgungsspannung (2,5V) anliegen. Bei ausgeschaltetem Sender ist das Frequenzrauschen nach dem Filter kaum hörbar und es passieren 1,5 kHz mit einer Amplitude von 0,5 V. Als nächstes prüfen wir den Ton am „Control“-Anschluss. Dies ist der digitale Ausgang des internen Komparators des Prozessors. Der Ton sollte klar sein, auch wenn zusammen mit dem Code etwa 50 % Rauschen zu hören sind. Zu diesem Zeitpunkt sollten die LEDs auf der Anzeigeplatine entsprechend den Befehlen der Tastatur des sendenden Teils aufleuchten. Der Prozessorkomparator ist per Software auf 2,55 V konfiguriert. Die Referenzspannung wird von der Stromschiene im Chip entnommen. Wenn ROLL 5A daher zulässt, dass die Spannung in beide Richtungen driftet, ändert sich auch die Referenzspannung. Die Hauptbedingung besteht darin, dass der Filter und der Controller über denselben Bus mit Strom versorgt werden. Dann „driften“ sie zusammen, was keinen Einfluss auf die Ansprechschwelle des Komparators hat. Achten Sie besonders auf die 22k-Widerstände, die den künstlichen Mittelpunkt für den LM358 bilden. Sie sollten identisch sein. Durch die Auswahl eines 120-kOhm-Widerstands, der den 9. Zweig des MC3361 und den Filtereingang verbindet, erreicht der Komparator die maximale Reaktion, wenn das Signal verrauschte Bedingungen durchläuft. Sie sollten den Widerstand jedoch nicht zu stark reduzieren. Ein vernünftiger Kompromiss ist das periodische Auftreten von „Einsen“ am Steueranschluss (ungefähr einmal in 1 Sekunden) aufgrund von RR-Rauschen, wenn der Sender ausgeschaltet ist. Verstärker Bevor Sie die PA abstimmen, sollten Sie die Windungen der Bandpassfilterschaltungen am Eingang anpassen, um die maximale HF-Spannung bei einer Last von 50 Ohm zu erreichen, die an das FET-Gate und den gemeinsamen Draht angeschlossen ist. Diese Spannung sollte 100 mV betragen. Durch Auswahl eines am Gate angeschlossenen Spannungsteilers wird der Ruhestrom der Endstufe auf 100 mA eingestellt. Sie verbinden die äquivalente Last mit dem Ausgang und erreichen vor allem durch Anpassung der Reihenschaltung zwischen FET und LPF die maximale Spannung an der Last. Nachdem Sie die Antenne angeschlossen haben, sollten Sie sich mit eventuell auftretenden „Erregungen“ befassen. In der Praxis wurde dies nicht beobachtet, aber wenn die PA auf einem bipolaren Mikrowellentransistor aufgebaut war (beim BFG 135 gab es eine Option), war dies der Fall. In diesem Fall wird die Kollektordrossel mit einem Widerstand von etwa 100 Ohm überbrückt. Auch bei ausgeschalteter und eingeschalteter PA ist auf die Qualität des Signals zu achten. Bei eingeschalteter PA sollte sich die Signalqualität (NF vom Receiver-Ausgang) nicht verschlechtern. Dies gilt auch für eine zusammengeklappte oder ausgeklappte Teleskopantenne bei eingeschalteter PA. Der digitale Teil besteht aus einem Controller und Schieberegistern. Der vom Mikrocontroller empfangene Code wird in Daten und Strobes für Schieberegister umgewandelt, die Protokoll 1 auf den Zweigen setzen, die den empfangenen Befehlen entsprechen. Der Leistungsteil besteht aus leistungsstarken Tasten, die durch Schieberegister gesteuert werden. Das Schema der Exekutivgewaltvorrichtung für die 23. Mannschaft ist durch eine gepunktete Linie dargestellt. Die restlichen Kanäle sind identisch. Der untere Feldeffekttransistor der Schaltung (Auflösung des echten Aufnahmemodus) ist allen 30 Leistungsschaltern gemeinsam. Die Schieberegister werden separat von einem 6-Volt-Regler mit Strom versorgt, sodass ihre mit LEDs beladenen Ausgänge über genügend Spannung verfügen, um einen wichtigen Betriebsmodus für leistungsstarke FETs bereitzustellen. Детали Grundsätzlich wird das Gerät auf fremden SMD-Elementen aufgebaut. MF-Wechselrichtertransistoren können buchstäblich jedes Silizium mit geringer Leistung und einer Verstärkung von mindestens 100 sein (z. B. ein ausländisches Analogon von KT 315 in der SMD-Version). Varicaps werden aus dem Harvest-Funktelefon, ihrer Marke, nach dem Schema 1SV215 gelötet (mit anderen wurden keine Experimente durchgeführt). Alle Spulen, mit Ausnahme der Heterodyn- und Phasenschieberkreise des Empfängers, haben 4 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,6 mm, der Gesamtdurchmesser der Spule beträgt 5 mm. Der lokale Oszillatorkreis des Empfängers besteht aus 5 Windungen desselben Drahtes, der Spulendurchmesser ist gleich. Die Phasenverschiebungsschaltung stammt wiederum von Harvest und besteht aus 140 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,07 mm. Dieser Stromkreis kann unabhängig hergestellt werden, indem 140 Drahtwindungen auf den Stromkreis gewickelt werden (z. B. von importierten UKW-Empfängern). Bei 140 Windungen war es immer möglich, durch die Wahl einer Kapazität parallel zu diesem Stromkreis in Resonanz zu geraten. PCB-Dateien sind hier (nicht spiegelbildlich). Leiterplatten passen möglicherweise ein wenig nicht zur Schaltung (aufgrund eines zusätzlichen Widerstands in den Stromkreisen oder einer zusätzlichen Sperrkapazität). Es gibt 2 Senderplatinen (es gibt keine wesentlichen Unterschiede), da 2 Optionen verbaut wurden.
Es ist zu beachten, dass bei der Entwicklung dieses Geräts sowohl in der Software als auch in der Hardware besondere Maßnahmen zur Bekämpfung von Fehlalarmen ergriffen wurden. Laden Sie PCB-Layoutdateien im Lay-Format herunter Demoversionen der Firmware für die Sendersteuerungen und einen Empfänger können kostenlos beim Autor bezogen werden Autor: Sergey, Kremenchug, 8-050-942-35-95, blaze@vizit-net.com, blaze2006@ukr.net; Veröffentlichung: cxem.net
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