Шпионское и охранное оборудование
Журнал Радио 1, 2 номер 1998 год
Ю. ВИНОГРАДОВ, г. Москва
Когда прокладка проводных линий оказывается невозможной, а использование радио по тем или иным причинам затруднено, при создании охранных систем нередко обращаются к инфракрасной (ИК) технике. В предлагаемой статье описан ИК передатчик , который сможет изготовить радиолюбитель, не имеющий большого опыта в конструировании подобного рода устройств, Описание ИК приемника и полезные советы по организации ИК линии связи редакция планирует опубликовать в одном из последующих номеров нашего журнала.
Большие помехи в радиоканалах, разрешенных в России для охранных систем (26 945 кГц и 26 960 кГц), легкость их блокировки, различные административнофинансовые препятствия, возникающие при использовании радио в устройствах охранной сигнализации, заставляют искать иные средства беспроволочной связи. С появлением полупроводниковых излучателей, способных генерировать мощные ИК вспышки, такая возможность стала реальностью.
схема ИК передатчика
На элементах DD1.1 и DD1.2 собран тактовый генератор, работающий на частоте 32 768 Гц. DD3 - счетчик, на выходе 11 которого присутствуют импульсы с частотой 16 Гц, а на выходе 14 - 2 Гц. Элементы DD2.1-DD2.4 образуют переключатель. На его выходе (DD2.4) появляются импульсы с частотой 2 или 16 Гц в зависимости от уровня напряжения на выводе 5 элемента DD2.1.
В дежурном режиме петля охраны замкнута и на выводе 5 DD2.1 - низкий уровень. Высокий уровень с выхода элемента DD2.2 разрешает прохождение импульсов частотой 2 Гц через элемент DD2.3. На выходе DD2.1 также высокий уровень, поэтому импульсы следуют и через элемент DD2.4. При обрыве петли охраны на выводе 5 DD2.1 возникает высокий уровень и импульсы с частотой 16 Гц проходят через этот элемент. На выходе элемента DD2.2 - низкий уровень, поэтому прохождение импульсов через DD2.3 запрещено. На выходе DD2.3 - высокий уровень, и импульсы частотой 16 Гц проходят через элемент DD2.4. Цепь Р1С1 устраняет влияние наводок на петлю охраны.
Дифференцирующая цепь Р5СЗ и элементы DD1.4-DD1.6 формируют из поступающего с выхода DD2.4 меандра короткие импульсы длительностью 10 мкс. Возникающий в коллекторной цепи транзистора VT1 ток возбуждает ИК диод ВI1, и в пространство излучаются короткие ИК вспышки. Итак, передатчик всегда что-то излучает: либо редкие импульсы, если оснований для тревоги нет, либо частые в режиме тревоги.
Важнейшим параметром ИК передатчика, как и любого элемента охранной техники, является его экономичность в дежурном режиме. В табл. 1 показана зависимость тока, потребляемого передатчиком, Iпотр от напряжения источника питания Uпит. В режиме передачи тревожного сигнала Iпотр возрастает примерно на 10%.
Небольшое энергопотребление позволяет ввести резервный источник питания непосредственно в корпус передатчика без увеличения его габаритов. Это могут быть, например, шестивольтные батареи GР11А, Е11А (диаметром 10,3 и высотой 16 мм) или GР476А, КS28, К28L. (диаметром 13 и высотой 25 мм) и др. Продолжительность непрерывной работы с таким источником составит несколько сотен часов. Показанная в табл. 1 зависимость тока через ИК диод Iимп от напряжения питания позволяет судить о мощности ИК вспышек, излучаемых передатчиком, и соответственно о его "дальнобойности".
Печатную плату передатчика изготавливают из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На рис. 2,а показана конфигурация проводников, а на рис. 2,б дано размещение деталей. Фольга со стороны деталей (она показана синим цветом) использована только в качестве общего провода. Места подпайки к ней выводов резисторов, конденсаторов и др. показаны зачерненными квадратами, а соединения "заземляемых" выводов микросхем или позиции проволочных перемычек - квадратами со светлыми точками в центре.
В центре платы сверлят отверстие под ИК диод, его выводы припаивают к соответствующим уширениям на печатных проводниках внакладку.
Конденсаторы С1,С2,С5 - типа КМ-6 (выводы в одну сторону), а СЗ - КМ-5а (выводы в разные стороны). Электролитические конденсаторы С4 и С6 - любых типов, однако диаметр конденсатора С6 должен быть не более 10 мм. Все резисторы -МЛТ-0,125.
Имеющиеся в продаже ИК диоды предназначены для работы в устройствах дистанционного управления бытовыми радиоаппаратами и имеют довольно широкую диаграмму направленности - до 25...300. Для увеличения "дальнобойности" такого излучателя нужно применить линзу-конденсор (рис. 3). Здесь: 1 - печатная плата; 2 - ИК диод; 3 - корпус передатчика (ударопрочный полистирол толщиной 2...2.5 мм); 4 - обойма стандартной пятикратной часовой лупы (на ней должен быть значок "х5"); 5 -линза. Лупу приклеивают к передней стенке корпуса, в которой сделано отверстие диаметром 30...35 мм. Клей - растворенные в растворителе 647 кусочки полистирола. Им же клеют и сам корпус. При указанном на чертеже расстоянии между основанием лупы и печатной платой ИК диод оказывается примерно в фокусе линзы и излучение передатчика сжимается в узкий пучок. Это многократно увеличивает мощность ИК сигнала на другом конце линии связи.
Размещая передатчик, нужно помнить об очень узкой диаграмме направленности его излучения - узел крепления должен позволить точную наводку передатчика и жесткую его фиксацию в лучшем положении. Можно воспользоваться, например, шарнирной головкой от фотоаппарата или кинокамеры, установив ее на стене, раме окна и т. п. А можно выполнить этот узел так, как показано на рис. 4. Узел крепления состоит из отрезка медной проволоки диаметром 1,5..2,5 мм с припаянными на концах латунными кружками (это могут быть, например, старые пятикопеечные монеты). Один из них крепят винтами к боковой стенке излучателя (резьба - в стенке), другой - к опоре. Проволоку сгибают так, чтобы излучатель занял нужное положение. Во избежание значительных вибраций проволока должна быть более короткой.
Испытания показали, что при напряжении питания 6 В передатчик способен обеспечить связь на расстоянии 70 м. Но это не предел. Зависимость расстояния г от тока Iимп при прочих равных условиях имеет вид: r=KVIимп где К - коэффициент, учитывающий "прочие условия". Таким образом, при Uпит=10 В r=100 м. Ток в ИК диоде может быть увеличен и подбором резистора R7: Iимп=(Uпит-4)/R7. Но делать это нужно с осторожностью: в любом сочетании Uпит и R7 амплитуда тока в ИК диоде не должна превышать 2 А во избежание его повреждения. К сожалению, максимально допустимое значение импульсного тока в ИК диодах приходится устанавливать экспериментально -как правило, в справочной литературе эта информация отсутствует.
Значительного увеличения мощности ИК импульсов можно достигнуть, применив ИК диод типа АЛ123А и перестроив "сильноточную" часть усилителя так, как показано на рис. 5. В этом случае может быть получен ток в импульсе Iимп=10 А - допустимый для ИК диода типа АЛ123А. Резистор R4 - самодельный, намотанный из провода с высоким удельным сопротивлением. Длину провода определяют по цифровому омметру или в соответствии с табл. 2. Амплитуду и форму тока, возбуждающего ИК диод, контролируют, подключив осциллограф к резистору R4. Излучающую головку можно изготовить в виде отдельного блока. Печатная плата мощного усилителя показана на рис. 6. Все остальные элементы ИК излучателя могут войти в электронную часть охранной системы в качестве фрагмента,связанного с ИК головкой трехпроводным кабелем.
Схема ИК приемника
Принципиальная схема ИК приемника показана на рис. 7. Микросхема DА1 преобразует импульсы тока, возникающие в фотодиоде ВL-1 под действием ИК вспышек, в импульсы напряжение. Одновибратор, выполненный на элементах DD1.1 и DD2.1, расширяет этот импульс до tф1 = 5 мс (tф1 - R2С5). Одновибратор DD1.3, DD2.3 формирует импульс длительностью tф2= 1.5 с (tф2~ R4С6), разрешающий беспрепятственный подсчет импульсов счетчиком DD3 лишь на этом временном интервале. На элементах DD2.5 и DD2.6 собран звуковой генератор.
Приемник активизируется фронтом первой же ИК вспышки. Запускаются одновибратор DD1.1,DD2.1, а также одновибратор DD1.3, DD2.3. Одновременно цепь DD2.2С7R6 формирует на входе R счетчика DD3 импульс (его длительность tR = 7 мкс, tR - R6С7). устанавливающий счетчик в нулевое состояние Как только отработает одновибратор DD1.1, DD2.1, на выходе элемента DD1.1 возникнет низкий уровень и на счетчик DD3 поступит первый счетный импульс.
Если на фотоприемник поступают импульсы, следующие с частотой 2 Гц (с такой частотой, напомним, следуют ИК вспышки в дежурном режиме), то на выходе 4 счетчика DD3 сохраняется низкий уровень, так как фронтом четвертого импульса (он появится через 0,5x4 = 2 с - по окончании разрешающего счет интервала tф2= 1.5 с) DD3 будет возвращен в предстартовое состояние (диаграмма 4 на рис. 8).
По-иному ведет себя приемник, если на него приходят ИК импульсы, период следования которых равен 62,5 мс, т. е. сигнал тревоги Поскольку четыре периода по 62,5 мс -это 250 мс, что значительно меньше интервала tф2= 1,5 с,то четвертый импульс переведет счетчик DD3 в состояние "4" (высокий уровень на выводе 5). Счетчик в этом состоянии заблокируется (из-за низкого уровня на выходе DD1.2), включится светодиод НL1 и звуковой генератор будет издавать прерывистый сигнал. Это будет продолжаться примерно 1.25 с, после чего возникнет 0,25-секундная пауза и тревожная сигнализация повторится.
При обрыве связи приемник ведет себя иначе. Ьсли в течение примерно 1,5 с приемник не обнаруживает ИК вспышки, конденсатор С8 разряжается по цепи VD6R11DD2.3. Транзистор VТ1 входит в насыщение, напряжение на резисторе R8 возрастает до напряжения питания, на выходе DD1.4 устанавливается низкий уровень, и звуковой генератор излучает тональный сигнал частотой 1 кГц.С появлением первой же ИК вспышки конденсатор С8 быстро зарядится по цепи R10VD5, тональный сигнал прекратится и приемник приступит к анализу поступающих сигналов.
Печатную плату приемника (рис. 9) изготавливают из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной
1,5 мм. Фотоголовку ИК приемника (фотодиод ВL1, микросхема DА1 и др.), обладающую высокой чувствительностью к электрическим наводкам в широком спек тре частот, необходимо экранировать Экран изготавливают из жести, его раскрой показан на рис. 10. Места сгибов показаны штриховыми линиями. Согнутый экран пропаивают в углах и, установив в нужном положении на плату, припаивают к ней в двух-трех точках.
Внешний вид ИК приемника показан на рис. 11. Конструктивно приемник может быть выполнен так, как показано на рис. 12. Здесь: 1 - корпус приемника (черный полистирол толщиной 2...215 мм): 2 - обойма семикратной ручной лупы (ручка срезана); 3 - ее линза; 4 - печатная плата; 5 - фотодиод. Обойму лупы приклеивают к передней стенке корпуса, имеющей отверстие диаметром около 35 мм (клей растворенные в растворителе 647 кусочки полистирола) Расстояние между стоящими соосно фотодиодом и линзой должно быть близко к фокусному расстоянию линзы. Это сконцентрирует поступающий световой поток на фотодиоде и значительно увеличит чувствительность фотоприемника к слабым сигналам.
В корпусе нужно предусмотреть место для размещения пьезоизлучателя ВF1 и светодиода НL1. К узлу крепления приемника предъявляются те же требования, что и к креплению передатчика: должна быть обеспечена удобная наводка и надежная фиксация в лучшем положении.
Если по условиям связи ИК приемник должен быть вынесен на улицу (для связи, например, с автомобилем, стоящим у торца дома), то во избежание боковых засветок от посторонних источников, способных уменьшить чувствительность, на линзу-
объектив нужно надвинуть бленду. Это может быть, например, зачерненный внутри отрезок пластиковой или металлической тубы длиной 100...150 мм, имеющей подходящий внутренний диаметр. Должны быть приняты в таком случае и меры по влагозащите всей конструкции.
Устройства оповещения (пьезоизлучатель, соетодиод) и источник питания оставляют, конечно, в помещении. Но во "всепогодном" исполнении лучше составить ИК приемник из двух частей: внешней, во влагозащищенный корпус-бленду которой помещают лишь объектив и фотоголовку, и внутренней - со всем остальным. Эти части связывают тонким трехпроводным кабелем.
При необходимости приемник может быть дополнен акустическим излучателем большей мощности, например, динамической головкой, включенной так, как показано на рис. 13, или пьезосиреной АСТ-10 (рис. 14). Пьезосирена сохраняет достаточную мощность и при пониженном напряжении питания (для излучения ею номинальных 110 дБ напряжение питания этого узла дыолжно быть повышено до 12 В).
Как показали предварительные испытания, протяженность ИК линии связи с такими приемником и передатчиком достигает 70 м. Существенное ее увеличение может дать переход на настраиваемую оптику - если вместо неподвижных линз с их приблизительной фокусировкой использовать объективы от старых фотоаппаратов с наводкой на резкость. Угол расхождения лучей в объективе ИК передатчика, его так называемая апертура, должен быть не менее 25...300 по лепестку ИК диода, тогда объектив использует его излучение полностью. В приемнике важнее диаметр объектива - с его увеличением возрастает расстояние, с которого можно зафиксировать ИК вспышку излучателя. "Дальнобойность" передатчика может быть увеличена еще в 1,5...2 раза и более за счет увеличения яркости ИК вспышки.
С другой стороны, в линиях связи, не превышающих 20...25 м (автомобиль или "ракушка" под окнами трех-четырехэтажно-го дома, дом на другой стороне улицы и т. п.), оптика может не потребоваться вообще, во всяком случае в ИК приемнике.
ПДУ видеомагнитофона, телевизора, музыкального центра или спутникового ресивера возможно применить для выключения и включения различных бытовых электроприборов, в том числе и освещение.
В этом нам поможет дистанционное управления своими руками, схема которого приведенная в данной статье.
Описание работы системы дистанционного управления на ИК лучах
Для дистанционного управления приборами применяется следующий механизм. На ПДУ нажимают и держат произвольную кнопку в течении 1 секунды. На непродолжительное нажатие (например во время управления музыкальным центром) система не откликается.
Для того, чтобы исключить отклик телевизора на управление приборами, необходимо выбирать не применяемые кнопки на ПДУ или применить пульт от выключенного в это время прибора.
Принципиальная схема дистанционного управления изображена на рисунке 1. Специальная микросхема DA1 усиливает и формирует электросигнал фотодиода BL1 в электроимпульсы. На радиоэлементах DD1.1 и DD1.2 построен компаратор, а на радиоэлементах DD1.3, DD1.4 — генератор импульсов.
Состояние системы управления (включена или выключена нагрузка) контролирует триггер DD2.1. В случае если на прямом выходе данного триггера лог 1, генератор будет функционировать на частоте примерно 1 кГц. На эмиттерах транзисторов VT1 и VT2 появятся импульсы, которые сквозь емкость С10 поступят на контролирующий вывод симистора VS1. Он будет отпираться в начале каждого полупериода сетевого напряжения.
В первоначальном положении на контакте 7 микросхемы DA1 находится лог 1, емкость С5 заряжена сквозь сопротивления R1, R2 и на входе С триггера DD2.1 лог 0. Если на фотодиод BL1 идут сигналы ИК излучения с пульта дистанционного управления, на контакте 7 микросхемы DA1 окажутся сигналы, и емкость С5 будет разряжаться сквозь диод VD1 и сопротивление R2.
Когда потенциал на С5 снизится до нижнего уровня компаратора (через 1 секунду или более), компаратор переключится и на ввод триггера DD2.1 поступит сигнал. Состояние триггера DD2.1 поменяется. Так совершается переключение приборов из одного состояния в другое.
Микросхемы DD1 и DD2 возможно использовать схожие из серий К564, К176. VD2 — стабилитрон на напряжение 8-9 вольт и ток более 35 мА. Диоды VD3 и VD4 — КД102Б или схожие. Оксидные емкости — К50-35; С2, С4, С6, С7 — К10-17; С9, С10 — К73-16 или К73-17.
Настройка системы дистанционного управления ик лучах
Заключается в подборе сопротивления R2 такой величины, чтобы переключение совершалось через 1…2 с. Если повышения величины данного сопротивления приведет к тому, что емкость С5 не будет разряжаться до порогового напряжения, необходимо увеличить в 2 раза емкость С5 и повторно произвести регулировку.
Емкость С6 следует ставить в том случае, если продолжительность фронта импульса, идущего с компаратора на триггер, будет чрезмерно большой и он будет переключаться нестабильно.
Если применяемый ПДУ не дозволяет управлять прибором без помех телевизору, возможно собрать самодельный пульт дистанционного управления, который является генератором прямоугольных сигналов с частотой следования 20…40 кГц, функционирующий на излучающий ИК диод. Варианты подобного ПДУ на таймере КР1006ВИ1 (
Завязка или «Как начинался девайс»
…Когда я пришёл, Виктория сидела на диване, уставившись в телевизор. День выдался тяжёлый, поэтому ей не хотелось ничего делать. Несколько минут мы смотрели какой-то попсовый сериал, потом он закончился, и Вика выключила телевизор. В комнате стало темно. На улице шумел дождь, и от этого казалось, что дома тоже холодно.
Вика поднялась с дивана и принялась, на ощупь, искать выключатель от светильника. Настенный светильник висел, почему-то, не у дивана, а на другой стене и приходилось топать через всю комнату, чтобы зажечь свет. Когда она, наконец, включила его, комната наполнилась тёплым светом лампочки накаливания.
Около меня, на помятой простыне, лежал пульт от телевизора. Нижние кнопки без опознавательных знаков и, скорее всего, не использовались. И тут у меня возникла интересная мысль…
— Вик, а хочешь, я сделаю так, что твой светильник можно будет пультом от ящика включить? Там даже кнопки лишние есть…
Концепция
Наше устройство должно уметь принимать сигнал с ИК-пульта, отличать «свою» кнопку от других, и управлять нагрузкой. Первый и последний пункты простые, как топор. А вот со вторым немного интереснее. Я решил не ограничиваться каким-то конкретным пультом (Почему? – «Не интересно так!»), а сделать систему, которая может работать с разными моделями пультов от разной техники. Лишь бы ИК-приёмник не спасовал, и уверенно ловил сигнал.
Ловить сигнал будем с помощью фотоприёмника . Причем не каждый приёмник подойдёт – несущая частота должна совпадать с частотой пульта. Несущая частота приёмника указана в его маркировке: TSOP17xx – 17 это модель приёмника, а хх – частота в килогерцах. А несущую частоту пульта можно найти в документации или в инете. В принципе, сигнал будет приниматься, даже если частоты не совпадают, но чувствительность будет фиговой – придётся тыкать пультом прямо в приёмник.
Каждая компания, выпускающая бытовую технику, вынуждена соблюдать стандарты при изготовлении «железа». И частоты модуляции у пультов, тоже стандартные. Зато разработчики отрываются на программной части – разнообразие протоколов обмена между пультом и устройством просто поражает. Поэтому, пришлось придумать универсальный алгоритм, которому плевать на протокол обмена. Работает он так:
 |
В памяти устройства хранятся контрольные точки. Для каждой такой точки нужно записать время и состояние выхода с ИК-приёмника – 0 или 1.
При получении сигнала с пульта, МК будет последовательно проверять каждую точку. Если все точки совпали – то это была та самая кнопка, на которую устройство запрограммировали. А если выход с приёмника хотя-бы в одной точке не совпал с шаблоном, то устройство никак не отреагирует.
Впрочем, баги никто не отменял! Возможно, что, сигнал будет отличаться от шаблона, но
в контрольных точках значения будут одинаковые. Получится ложное срабатывание. Казалось-бы – редкостное западло, и бороться с ним пипец сложно! Но на самом деле не всё так плохо (а местами даже хорошо).
Во-первых, у нас ведь цифровой сигнал, а значит, импульсы идут с постоянными задержками (таймингами) и просто-так не возникают. Поэтому, если точки стоят достаточно плотно, то можно не бояться, что какой-нибудь импульс будет пропущен.
Во-вторых мелкий шум (обычно выглядит, как редкие короткие импульсы) в большинстве случаев идёт лесом – ибо если он не попадёт прямо на контрольную точку, то нифига не повлияет на систему. Значит у нас есть естественная защита от шума.
Второй тип ошибок (aka «Пропуск команды») бывает из-за того, что точка расположена слишком близко к фронту импульса (к тому месту, где сигнал на выходе приёмника меняет свой уровень).
Представь себе, что через несколько микросекунд после контрольной точки сигнал должен меняться с HIGH на LOW. А теперь представь, что пульт выдал команду чуть быстрее, чем обычно (довольно часто случается). Фронт импульса сдвинулся во времени, и теперь он происходит ДО контрольной точки! Выход с приёмника не совпадёт с шаблоном и система сбросится.
Чтобы этого не происходило, нужно размещать контрольные точки подальше от фронтов.
«Всё круто» — скажешь ты – «Но откуда мне взять контрольные точки?». Вот и я над этим долго тупил. В результате решил доверить расстановку точек тебе.
На устройстве есть джампер J1. Если при включении он замкнут – устройство будет тупо передавать через UART всё, что выдаёт ИК-приёмник. На другой стороне провода эти данные принимает моя программа, которая выдаёт на экран компа импульсы с TSOP’а. Тебе остаётся только мышкой раскидать по этому графику контрольные точки, и прошить их в EEPROM. Если возможности использовать UART нету, то на помощь приходит джампер J2. Когда он замкнут – устройство не выдаёт данные по UART, а складывает их в EEPROM.
 |
Схема
Простая до безобразия. В качестве контроллера я взял ATTiny2313. Частота 4 мегагерца, от кварца, или внутренней RC цепочки.
На отдельный разъём выведены линии RX и TX для связи, и питание. Туда – же выведен RESET для того чтобы можно было перепрошивать МК, не вынимая из устройства.
Выход фотоприёмника подключается к INT0, он подтянут к питанию через резистор в 33к. Если будут сильные помехи, то можно поставить туда резистор поменьше, например, 10к.
На пинах D4 и D5 висят джамперы. Jumper1 на D5 и Jumper2 на D4.
К пину D6 подцеплен силовой модуль. Причём симистор я взял самый мелкий из тех, что у меня были – BT131. Ток у него 1А – не круто, но зато корпус не слишком большой — ТО92. Для мелкой нагрузки самое то. Опторазвязку я сделал на MOC3023 – у неё нет датчика пересечения нуля, а значит она подходит для плавного управления нагрузкой (здесь я это так и не реализовал).
Порт B почти полностью выведен на разъём – туда можно прицепить индикатор или ещё что-нибудь. Этим-же разъёмом я пользуюсь при прошивке девайса. Пин B0 занят светодиодом.
Питается всё это дело через LM70L05 и диодный мост. То есть на вход можно подавать переменное напряжение, например, с трансформатора. Главное, чтобы оно не превышало 25 Вольт, а то умрёт либо стабилизатор, либо кондер.
Плата получилась вот такая:
 |
 |
Да, она немного отличается от той платы, которая лежит в архиве. Но это не значит, что я сделал себе убер-продвинутую плату, а вам подсунул демо версию:). Напротив, моя плата имеет пару недостатков, которых нет в конечной версии: у меня не выведена на штырёк ножка RESET, и светодиод висит на PB7. А это не очень способствует внутрисхемному программированию.
Прошивка
Устройство может работать в двух режимах. В первом – когда J2 замкнут – оно просто передаёт импульсы с фотоприёмника в UART. С него и начнём:
UART работает на скорости 9600, т.е, при частоте 4МГц в регистр UBRR записываем 25.
…ждём, пока не дёрнется ножка фотоприёмника. Как только она опустилась (изначально-то она болтается на pull-up резисторе) мы запускаем таймер (TIMER/COUNTER1, тот, что на 16 бит) и врубаем прерывание INT0 на любое изменение входа – any logical change (ICS00 = 1). Таймер тикает… ждём.
Импульс с пульта кончился – выход с фотоприёмника взметнулся вверх, прерывание сработало. Теперь записываем в память значение таймера и сбрасываем таймер. Ещё нужно инкрементировать указатель записи, чтобы в следующем прерывании записать в другую ячейку памяти.
Ещё импульс… выход дёргается… прерывание… запись значения таймера в память… сброс таймера… указатель + 2 (мы пишем два байта за раз)…
И так будет продолжаться до тех пор, пока не станет ясно, что конец (оперативки) близок. Или, пока сигнал не кончится. В любом случае, мы стопорим таймер и отключаем прерывания. Потом, не спеша выкидываем всё, что насобирали, в UART. Или, если J2 замкнут – в EEPROM.
В конце можно затупить в бесконечный цикл и ждать ресета – миссия выполнена.
А на выходе получится последовательность чисел. Каждое из них – время между изменениями состояния выхода TSOP’a. Зная, с чего началась эта последовательность (А мы знаем! Это перепад с HIGH на LOW), мы можем восстановить всю картину:
После инициализации сидим и ждём, пока TSOP дёрнется. Как только это случилось – читаем из EEPROM первую точку, и в простом цикле тупим столько, сколько там написано. При этом время считаем пачками по 32us. Выйдя из ступора, проверяем – что-там на выходе приёмника.
Если выход не совпал с тем, что мы ожидали – это не наша команда. Можно спокойно дожидаться конца сигнала и начинать всё сначала.
Если выход соответствует нашим ожиданиям – загружаем следующюю точку и проверяем её. Так до тех пор, пока не наткнёмся на точку, время которой = 0. Это значит, что точек больше нет. Значит вся команда совпала, и можно дёргать нагрузку.
Вот так, получается, простенький алгоритм. Но ведь чем проще, тем надёжнее!
Софтина
Сначала я думал сделать автоматическое запоминание шаблона. То есть ты замыкаешь джампер, тыкаешь пультом в TSOP, а МК сам расставляет контрольные точки и складывает их в EEPROM. Потом стало ясно, что идея бредовая: более-менее адекватный алгоритм получится чересчур сложным. Или не будет универсальным.
Второй идеей была программка для компа, в которой можно самому расставить контрольные точки. Не слишком технологично, но всяко лучше, чем доверять это дело МК.
 |
Приучаем девайс отзываться на нужную кнопку пульта:
1) Замыкаем перемычку J1.
2) Подключаем UART. Если возможности его подключить нету, то замыкаем джампер J2. Тогда устройство будет скидывать данные в EEPROM.
3) Врубаем питание.
4) Если мы решили юзать UART, то запускаем софт и смотрим на строку состояния (внизу окошка). Там должно быть написано “COM порт открыт”. Если не написано, то ищем косяк в подключении и тыкаем кнопу «Подключить».
5) Берём пульт и тыкаем нужной кнопкой в TSOP. Как только девайс почует, что сигнал пошёл – загорится светодиод. Сразу после этого устройство начнёт передавать по UART (или писать в EEPROM) данные. Когда передача закончилась, светодиод гаснет.
6.1) Если работаем по UART, то жмём кнопу «Загрузить по UART». И радуемся надписи «Загрузил график…» в строке состояния.
6.2) Если работаем через EEPROM, то читаем программатором EEPROM память и сохраняем в *.bin файл. (Именно bin!). Потом нажимаем в программе кнопку «Загрузить.bin» и выбираем файл с EEPROM.
7) Смотрим на загрузившийся график – это сигнал с TSOP’a. На боковой панели есть ползунок – им можно менять масштаб. Теперь тыкаем мышкой по графику – ставим контрольные точки. Правой кнопкой точки удаляются. Только не нужно их ставить слишком близко к фронтам. Получается примерно так:
 |
8) Нажимаем «Сохранить.bin» и сохраняем точки. Потом прошиваем этот файл в EEPROM. Так-как мы запихиваем время между двумя точками в 7 бит, то оно ограничено 4мс. Если время между двумя точками превысит это значение – программа откажется запихивать точки в файл.
9) Снимаем джамперы. Перезагружаем устройство. Готово!
Видео с испытаний
Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике "ИК лучи" на сайте по радиоэлектронике и радиохобби сайт .
Что такое "ИК лучи" и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина "ИК лучи".
Принципиальная схема. Как и предыдущий вариант, этот передатчик обеспечивает небольшую дальность действия (до 10 м). Кроме того, свето-диоды, используемые в качестве излучателей, обладают направленностью, что позволяет управлять моделью лишь в пределах зоны облучения... Модулированные командным сигналом импульсы ИК-излучения поступают на фотодиод VD1. Изменяющийся ток фотодиода через эмитгерный повторитель VT2 подается на вход трехкаскадного усилителя VT3—VT5. На транзисторе VT1 собран узел компенсации помех от... В этом тире стреляют импульсами инфракрасного излучения. В пистолете находится источник питания и преобразователь постоянного напряжения в прямоугольные импульсы, длительность и амплитуда которых определяется емкостью конденсаторов С2—С5. Пакет импульсов поступает на излучатель инфракрасного... Беспроводные наушники позволяют осуществлять прием звукового сопровождения телевизора, сигнала радиоприемника, магнитофона в пределах одного помещения средней величины. Устройство работает на основе передачи частотно-модулированного светового сигнала инфракрасного диапазона. В состав комплекта... Благодаря использованию специализированных кодирующихся интегральных схем это устройство можно использовать для управления центральным замком в автомобиле, включения сигнализации в автомобиле, гаражными дверями, воротами, освещением и т. д. Комплект состоит из двух частей: передатчика и... Схема инфракрасного приемника спроектирована таким образом, чтобы он мог работать с любым пультом дистанционного управления: от приемника ТВ, спутникового тюнера, видеомагнитофона. Устройство работает с большинством кнопок пультов. Приемник действует следующим образом: сигнал с приемного диода... Оптоэлектронный барьер служит для охраны объектов. Благодаря ему можно включить сигнализацию при приближении к объекту постороннего лица. В барьере использовано инфракрасное излучение, луч которого передается из передатчика в приемник. Прерывание луча вызывает изменение выходного состояния... Стандартные системы дистанционного управления применяемые в видеотехнике выполнены на специализированных микросхемах и обеспечивают очень большой набор команд. Но, для управления простыми приборами такого большого числа команд не требуется. В принципе, даже для оперативного управления телевизором... Микросхема TRC1300N представляет собой кодер / декодер для систем дистанционного управления, работающих черезканал связи на инфракрасных лучах или через радиоканал. В зависимости от логического уровня на выводе 2 микросхемы она работает либо как кодер, формирующий импульсные посылки, либо как... В качестве среды передачи информации может использоваться свет. Это может быть обычный (видимый) свет или инфракрасное излучение - инфракрасные лучи. Рассмотерны схемы простых оптических передатчиков для светотелефонов (фототелефонов) с использованием простых ламп накаливания, а также... Отечественные полупроводниковые телевизоры линейки УСЦТ уже окончательно вышли из эксплуатации, многиевыброшены, разобраны на детали. Но у кого-то остались и вполне рабочие экземпляры, эксплуатируемые исключительно на даче. Действительно, наши дачи обычно охраняются очень плохо (если вообще... Устройство предназначено для сигнализации о проходе человека впомещение через входную дверь или проход. Схема работает на принципе пересечения инфракрасного луча. При его пересечении включается музыкальный сигнализатор, предупреждающий персонал о том, что пришел посетитель или клиент... Схема простого самодельного фото датчика для контроля за предметами на конвейере. Это устройство предназначено для включения нагрузки, когда ящик иликоробка поступает в определенную зону конвейера или транспортерной ленты, и выключения нагрузки, когда ящик выходит из этой зоны. Устройство очень... Самодельный датчик пересечения или отражения ИК луча на микросхеме К561ЛП2. Во многих радиолюбительских схемах автоматики используются инфракрасные датчики на отражение или пересечение луча, построенные на основе элементной базы системдистанционного управления бытовой радиоэлектронной... Схема простой самодельной приставки, подключаемой к COM-порту для управления компьютером при помощи пульта дистанционного управления. Современный персональный компьютер, при наличиинеобходимой периферии и программного обеспечения в состоянии заменить домашний аудио-видео центр. Необходимо иметь... Схема простого самодельного сигнализатора пересечения границы или входа в помещение с использованием инфракрасных лучей. В некоторых случаях требуется сигнализировать о проходе человека в помещение, проезде автомобиля на территорию, перемещении или попадании какого-либо предмета в ящик, бокс... Ниже приводится описание несложной системы двухкомандного дистанционногоуправления на ИК-лучах, которую можно использовать для управления различными устройствами, а так же, охранной сигнализацией, электронным замком с дистанционным управлением. Основой схемы послужили три микросхемы LM567 и один... Система предназначена для независимого управления четырьмя объектами. На пульте есть четыре кнопки, а на приемнике есть четыре выхода. Каждая кнопка пульта отвечает за свой выход приемника, каждое нажатие кнопки меняет состояние соответствующего выхода приемника. На выходах приемника установлены... Все знают для чего существует микрокалькулятор,но оказывается кроме математических вычислений он способен и на многое другое. Обратите внимание, если нажать кнопку «1», затем «+» и далее нажимать «=», то с каждым нажатием на кнопку «=» число на дисплее будет... Устройство предназначено для включения или переключения чего-либо при поднесении к датчику руки или другой отражающей поверхности. Чувствительность можно регулировать в широких пределах, при этом дальность срабатывания изменяется от нескольких метров до нескольких сантиметров. Идея, в общем-то...Одноканальный модуль приемника с реле, для срабатывания от любого стандартного инфракрасного пульта, обеспечивает дистанционное управление любой нагрузкой по невидимому ИК каналу . Проект основан на микроконтроллере PIC12F683, а TSOP1738 используется в качестве инфракрасного приемника. Микроконтроллер декодирует серийный проект данных RC5, поступающих от TSOP1738 и обеспечивает управление выходом если данные действительны. На выходе могут быть установлены различные необходимые состояния с помощью перемычки на плате (J1). На печатной плате имеются 3 светодиода: индикатор питания, наличие передачи и срабатывание реле. Эта схема работает с любым RC5 пультом от телевизора, центра и так далее.
Особенности работы схемы
- Питание приемника 7-12В DC
- Ток потребления приемника до 30 мА
- Радиус действия до 10 метров
- RC5 протокол сигнала
- Размеры платы 60 x 30 мм
Хотя в последнее время стало модным использовать радиоканал , в том числе Блютус , самостоятельно изготовить такую аппаратуру совсем не просто. К тому же радиоволны подвержены помехам, да и перехватить их элементарно. Поэтому ИК сигнал в некоторых случаях будет предпочтительнее. Прошивку, рисунки печатных плат и полное описание на английском —