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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo de control remoto inalámbrico Cyclops. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Relojes, temporizadores, relés, interruptores de carga Hay situaciones en las que es necesario controlar equipos (televisores, VCR) según un programa específico sin la participación de un operador. Esto puede ser necesario, por ejemplo, en sistemas de videovigilancia. Los controles remotos de memoria universales convencionales para equipos de radio son de poca utilidad aquí, ya que se requiere una cierta secuencia de acciones, que depende de la señal de control externo. El dispositivo propuesto realiza esta tarea. Recientemente, la gama de equipos de vídeo domésticos (TV, VCR) se ha ampliado con nuevos dispositivos: videocámaras para puertas, cámaras de televisión para controlar una zona u objeto, etc. Esto implica la necesidad de un dispositivo capaz de controlar el encendido y apagado. del dispositivo según un programa determinado, preferiblemente sin alterarlos. Una de las opciones para dicho dispositivo se presenta a continuación. Está destinado al control remoto de equipos domésticos de televisión y vídeo como parte de los sistemas de vigilancia. Con este dispositivo, puede encender automáticamente su televisor y videograbadora, lo que simplificará el uso de mirillas de video y cámaras ocultas y también eliminará la necesidad de comprar un monitor. "CYCLOP" es un dispositivo pequeño con una pantalla digital, tres botones de control, una ventana del receptor de infrarrojos en el lateral y un emisor de infrarrojos externo. El dispositivo se puede colocar en cualquier lugar conveniente para el usuario y el emisor de infrarrojos se puede fijar a la pared o mueble frente al televisor y la videograbadora. El esquema "del dispositivo se muestra en la Fig. 1.
Comencemos con una breve descripción del principio de transmisión de comandos a controles remotos de equipos domésticos. Hay varias formas de codificar información para su transmisión a través de un canal de infrarrojos. El primero es la modulación de alta frecuencia. Una frecuencia portadora cercana a 43,5 kHz se modula con un mensaje de información de frecuencia relativamente baja. Esto le permite deshacerse del componente constante del fondo infrarrojo de la habitación. El segundo método es presentar el comando en forma de código "MANCHESTER", que no tiene estados cero o uno largos y, por lo tanto, está bien protegido contra interferencias. Para aprovechar de forma más económica la duración de la batería del mando a distancia, algunos fabricantes utilizan un método de transmisión de código de un solo uso. Cuando presiona una tecla en el control remoto, primero se transmite un mensaje con un código de comando, seguido de mensajes relativamente cortos con un código para mantener presionada la tecla. La tarea del dispositivo es recibir y decodificar comandos, registrarlos en la memoria no volátil y luego, al recibir una señal del exterior, transmitir estos comandos en una secuencia determinada. La calidad del trabajo depende en gran medida de la precisión de la recepción de comandos. El módulo BL1, un fotodetector estándar de un solo chip de un televisor en color, está diseñado para ingresar comandos desde el control remoto. Desde la salida del módulo, la secuencia digital inertizada, libre del componente constante, se envía a la entrada P3.2 del microcontrolador DD1. Es mejor utilizar un fotodetector ya preparado, ya que este dispositivo le impone exigencias bastante altas. Actualmente se encuentran a la venta en las tiendas fotodetectores de varios tipos. La información procesada sobre los comandos recibidos en un formato especial se almacena en la ROM DS1. La secuencia de código generada desde la salida P1.0 del controlador DD1 se suministra a la entrada del elemento DD2.4, que, junto con DD2.3, forma un generador de impulsos con un período de repetición de 27,2 μs. Este parámetro debe mantenerse con la mayor precisión posible, ya que la mayoría de los fotodetectores de un solo chip y los equipos domésticos para recibir comandos de controles remotos están unificados y tienen los mismos parámetros de frecuencia portadora. Desde la salida del elemento DD2.4, la secuencia de códigos se suministra al amplificador de corriente: el transistor VT2. El transistor está cargado por dos diodos emisores de infrarrojos BI1 y BI2. Controlan el propio equipo de vídeo. Los diodos de diferentes tipos (AL156A y AL145A) no fueron elegidos por casualidad. El hecho es que la longitud de onda de la radiación de los controles remotos de varios equipos de televisión y video puede variar según el fabricante. Por tanto, se utilizaron dos diodos diferentes para obtener un espectro de radiación más amplio. Si no hay suficiente energía (esto sucede cuando el equipo está ubicado en diferentes lugares), puede aumentar la cantidad de LED seleccionando la resistencia R15. El dispositivo CYCLOP tiene dos entradas universales. La entrada 1, con aislamiento galvánico en el optoacoplador U1, está diseñada para un voltaje de CC de entrada de 12 V, pero si la conecta a través de un condensador de extinción, también puede operar desde una red de ~220 V (por ejemplo, conecte un timbre de apartamento ). La entrada 2 es la entrada de un disparador Schmitt, ensamblado en el transistor VT1 y el elemento DD2.2. A esta entrada se pueden suministrar tanto 12 V como cualquier señal analógica de un amplificador de micrófono o intercomunicador de audio. Las señales de ambas entradas pasan a través de un filtro digital, cuyo coeficiente de transmisión se establece mediante software. Ambas entradas son capaces de activarse desde cualquier flanco de pulso, lo que permite utilizar el dispositivo con varios sensores. El dispositivo se ensambla sobre una placa de circuito impreso (Fig. 2) hecha de un laminado de fibra de vidrio recubierto con una lámina de un lado con un espesor de 1,5 mm. Resistencias R17-R32 - P1-12 u otras para montaje en superficie (se sueldan a la placa de circuito impreso por el lado del conductor). Si no hay resistencias de montaje en superficie, puede perforar agujeros e instalar MLT 0,125 normal verticalmente. El indicador LED digital HG1 (de King Bright) está soldado a la placa desde el lado de impresión encima de las resistencias R23, R24, R31, R32. Además, se ubica con las puntas hacia arriba. Los botones de control también se encuentran en el lado de impresión. El estabilizador DA1 está atornillado a la placa, la lámina debajo actúa como disipador de calor.
El programa se escribe teniendo en cuenta que la frecuencia del oscilador maestro es de 24 MHz. Por cierto, puedes utilizar un resonador de cuarzo a otra frecuencia, desde 10 MHz o más. Fotorreceptor de infrarrojos BL1: de televisores y VCR Funai, Samsung, LG. Acelerador L1 - DM-0,1. El microcontrolador DD1 (de ATMEL) se instala en un panel soldado a la placa. Al programar el dispositivo, los conductores de conexión deben ser lo más cortos posible para reducir la influencia de interferencias. Es recomendable cubrir la ventana del fotodetector con un filtro de luz que transmita únicamente rayos IR. El mando a distancia debe colocarse a una distancia de 10...60 cm del dispositivo. Los comandos del panel de control del televisor o de la grabadora se ingresan en la memoria del dispositivo. Tras el comando del sensor del botón de timbre externo, el dispositivo ejecutará el programa especificado: encenderá o encenderá el televisor y la videograbadora. El panel de control contiene tres botones y una pantalla. Mediante los botones, el usuario puede seleccionar diferentes opciones de funcionamiento. La memoria del dispositivo está dividida en 16 secciones (programas), cada una de las cuales puede constar de 16 pasos (comandos de control de hardware). Para el funcionamiento normal y eficiente del dispositivo en el sistema de videovigilancia, es necesario ingresar correctamente el programa en la memoria. Para comprender mejor el principio de programación, veamos un ejemplo. Digamos que cuando suena el timbre, necesitas encender el televisor durante 15 segundos, luego apagarlo, encender la videograbadora para grabar durante 30 segundos y luego apagarlo también. Dado que algunos televisores no pueden aceptar comandos del control remoto inmediatamente después de encenderlos, debe hacer una pausa de 5 segundos antes de encender la entrada de video del televisor (AV) al que está conectada la mirilla de video. Imaginemos cómo se pueden realizar estas operaciones utilizando los controles remotos de TV y VCR.
Ahora intentemos traducir este algoritmo de control a un programa para el dispositivo CYCLOP.
Debes tener mucho cuidado al diseñar tu programa. El ejemplo considerado no tiene en cuenta todas las características del sistema de vigilancia, y los equipos domésticos a menudo funcionan según diferentes algoritmos, con diferentes tiempos de reacción. El dispositivo tiene cinco modos de funcionamiento. MODO "PROGRAMA" - PROGRAMACIÓN El modo "PROGRAMA" se activa presionando el botón "Modo" SB1. La pantalla mostrará '00' (el punto al frente indica que la programación está habilitada). Si los programas ya han sido ingresados y es necesario ajustar uno de ellos, selecciónelo usando los botones SB2 "<<<" o SB3 ">>>". El símbolo en la primera familiaridad del tablero es el número del programa marcado en código hexadecimal (0 es el primero, F es el decimosexto), y en el segundo está el número de serie del paso (comando) en el programa, también en código hexadecimal. Preste atención al tipo de panel de control utilizado. El hecho es que los sistemas de control remoto utilizan varios tipos de comandos. Las diferencias al trabajar con un televisor o una videograbadora pueden ser completamente invisibles, pero estos comandos se ingresan de manera diferente en el dispositivo CYCLOP. Para comandos simples (sin ahorro de energía), todo es simple: una pulsación, un comando. Al ingresar comandos de un tipo diferente, deberá presionar el mismo botón del control remoto tres veces para que CYCLOP comprenda el comando transmitido. La diferencia será inmediatamente visible en el funcionamiento del dispositivo. Hasta que el comando esté definido de manera confiable, no habrá transición al siguiente paso. Una vez definido el comando, el dispositivo pasa al siguiente paso de programación: el número en la pantalla aumenta en uno. Ahora puede ingresar el tiempo de pausa entre comandos o el siguiente comando en el programa. El tiempo de pausa se introduce mediante los botones "<<<" o ">>>", se puede cambiar de 1 a 256 s. Cada pulsación añade un retraso de 1 s, el tiempo total en segundos se muestra en código hexadecimal en la pantalla. Cada vez que se presionan estos botones, la pantalla indicará durante aproximadamente un segundo la duración del retraso que se ejecutará DESPUÉS del comando que se acaba de dar. Por defecto, tiene el valor mínimo posible: 1s. Después de especificar todos los pasos del programa, al presionar el botón "Modo" SB1, puede interrumpir la programación y usar los botones SB2 y SB3 para seleccionar el siguiente programa al que ingresar. Al presionar el botón "Modo" nuevamente, el dispositivo cambiará al modo "TRABAJO" (esto se discutirá a continuación). Si durante la programación se ingresa un comando que ya se ingresó anteriormente, no se le asigna un lugar separado en la memoria y solo se coloca su número en el programa. Puede distinguir entre la introducción inicial y repetida de un comando de la siguiente manera: durante la entrada inicial, cuando el dispositivo no lo identifica con ninguno de los comandos que ya están en la memoria, aparece un punto en el indicador en la segunda familiaridad de la pantalla ( '0'0) y permanece hasta soltar el botón del mando a distancia; en el mismo caso, si el dispositivo encuentra el comando ingresado entre los ya almacenados en la memoria, el punto no aparece en la segunda familiaridad. Esta función es cómoda de utilizar para determinar la confiabilidad de la captura de código del dispositivo. Si ingresa el mismo comando repetidamente y todos los intentos o algunos de ellos, excepto el primero, van acompañados de la aparición de un punto en el segundo familiaridad, significa que el código no está determinado con seguridad. Debe elegir la distancia entre el dispositivo y el control remoto o eliminar el exceso de fondo infrarrojo en el apartamento (por ejemplo, cerrar las cortinas si afuera brilla el sol). Cabe señalar aquí que en ocasiones hay mandos a distancia que, al pulsar dos veces el mismo botón, generan códigos ligeramente diferentes entre sí. Por ejemplo, el control remoto de uno de los televisores SAMSUNG daba el último bit igual a uno con cada pulsación impar, mientras que con cada pulsación par este bit era igual a cero. Esta característica no afecta el funcionamiento del dispositivo. "MODO DE PRUEBA El modo "TEST" está destinado a depurar y probar el programa. Consta de dos secciones: verificación de comandos y programas. Puede ingresar a estos modos desde el modo de programación. Cuando presione los botones SB2 y SB1 simultáneamente, la pantalla mostrará L0. El símbolo L significa verificar el comando y el número 0 indica su número: el primero. Puede seleccionar el comando a verificar usando los botones SB2 y SB3. Cuando presiona el botón SB1, el dispositivo reproducirá el comando seleccionado. Cuando presione los botones SB3 y SB1 simultáneamente, la pantalla mostrará NO. En este modo puedes probar un programa completo. Puede seleccionar el programa a comprobar utilizando los botones SB2 y SB3. Cuando presiona el botón SB1, el dispositivo reproducirá el programa seleccionado. De esta forma podrá comprobar el funcionamiento de cada comando individual y del programa en su conjunto. Si falla al menos un comando, es necesario reprogramar el dispositivo con más cuidado. Si se encuentra un error en la ejecución del programa, puede regresar al modo "PROGRAMA" y reprogramar solo ese programa. Se puede salir del modo "TEST" presionando nuevamente los mismos botones que se presionaron al ingresar. MODO DE TRABAJO El modo "TRABAJO" es el principal. El usuario puede elegir el número del programa grabado en la memoria según el cual funcionará el dispositivo. Ejemplos de lecturas en pantalla en el modo "TRABAJO": símbolos parpadeantes 10 o 3- o 04. Este es el modo de esperar un pulso de cualquier entrada. El primer dígito muestra el número del programa que se iniciará desde la entrada 1, y el segundo dígito muestra el número del programa que se iniciará desde la entrada 2. Si en lugar de un número la pantalla muestra un guión, esto significa que el la entrada correspondiente se desactiva y el dispositivo no responderá al impulso. Cuando dos guiones parpadean en la pantalla, ambas entradas están deshabilitadas y “CYCLOP” no ejecutará ningún programa. Puede seleccionar un programa para cada entrada usando los botones SB2 y SB3. Si no se recibe ningún pulso en la entrada durante un tiempo determinado, la pantalla se apaga y el dispositivo continúa funcionando en modo “TRABAJO” sin indicación. Esta función es necesaria para garantizar que la pantalla no llame la atención indebida. La pantalla se puede encender presionando el botón SB2 o SB3. El intervalo de tiempo antes de que se apague la pantalla se establece en los parámetros del dispositivo. MODO ACTIVO Si el dispositivo está en modo "TRABAJO" y recibe un impulso en alguna de sus entradas para las que tiene definido un programa, pasa a modo "ACTIVO". La duración del pulso debe exceder un cierto valor (parámetro P0 o P1 en la sección de parámetros). Esto es necesario para evitar falsas alarmas del dispositivo debido a pulsos cortos que pueden aparecer como resultado de interferencias. Inmediatamente después de pasar al modo "ACTIVO", el CYCLOP comienza a ejecutar el programa definido para esta entrada. La pantalla muestra un símbolo especial en forma de tres líneas horizontales y el número del comando que se está transmitiendo. En este momento, el dispositivo no puede percibir pulsaciones de botones ni impulsos de entrada repetidos. Una vez finalizada la ejecución del programa, el dispositivo volverá al modo “TRABAJO”. MODO DE PARÁMETROS Este modo sólo es necesario durante la programación del dispositivo. Puede ingresar desde el modo de programación presionando los botones SB2 y SB3 simultáneamente. Enumeramos los parámetros que se pueden configurar en este modo.
Los parámetros PO y P1 se especifican en centésimas de segundo y, en consecuencia, pueden tomar valores de 0,01 a 2,56 s. La configuración de los parámetros PO o P1 en cero garantiza que el dispositivo se active con el primer cambio en el nivel de la señal. El nivel activo para las entradas es el nivel opuesto al que estaba presente en la entrada cuando el dispositivo entró en el modo "TRABAJO". Si es necesario suministrar tensión alterna con una frecuencia de 2 Hz a la entrada 50, entonces el parámetro P1 debe ser igual a cero, ya que en este caso habrá una tensión pulsante en la entrada con una frecuencia de 50 Hz y una duración inferior a 0,01 s. El parámetro P2 establece el número de transmisiones de código de comando cuando el dispositivo ejecuta cada paso del programa. Este parámetro es necesario en situaciones en las que el objeto controlado (TV o VCR) no percibe con confianza los comandos enviados. Normalmente un valor de 2-3 es suficiente. El significado del parámetro P3 es el intervalo entre el envío de comandos en una ráfaga, expresado como porcentaje de la longitud del comando (su duración en el tiempo). Se introdujo por si acaso, ya que el intervalo "patentado" entre los comandos del control remoto no se mide ni se registra en la memoria. La práctica ha demostrado que este parámetro casi no es crítico dentro de los límites de ajuste especificados. El parámetro P4 se modifica si se utiliza un resonador de cuarzo con una frecuencia diferente a la indicada en el diagrama. Este parámetro se utiliza exclusivamente para la correcta generación de intervalos de tiempo entre comandos e intervalos de guardia. No debemos olvidar que cuanto menor sea la frecuencia del reloj, peor será la precisión de la grabación y reproducción de los comandos. La frecuencia predeterminada del cuarzo es 24 MHz. Los parámetros P6 y P7 son de referencia; reflejan los números de programa asignados a las entradas 1 y 2, respectivamente. En modo "PARÁMETRO" no se pueden cambiar. El parámetro P8 determina el tiempo en segundos entre la última pulsación del botón y el apagado de la pantalla. Durante la programación, CYCLOP puede indicar errores. Casi todos los errores se restablecen automáticamente. Aquí está su descripción:
Si la memoria del dispositivo está llena, es necesario realizar una operación de borrado. Para hacer esto, debe ingresar al modo "PROGRAMA" y presionar los tres botones a la vez. En la pantalla aparecerán símbolos parpadeantes en forma de tres líneas horizontales. Sin soltar los botones, debe esperar a que aparezcan los guiones y se borrará toda la información en la memoria de comandos y programas. Los parámetros del dispositivo permanecen sin cambios sin cambios. Software para el microcontrolador Autores: D.Bespyatykh, A.Kolesnikov, Pervouralsk, región de Sverdlovsk.
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