Семь шагов в электронику - А. Черномырдин

Схема приемной части системы ДУ приведена на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Схема приемной части системы ДУ

С выхода приемника сигнала DD1 импульсы поступают на счетчик D3 и на два одновибратора, собранных на элементах DD1.1—DD1.4. После приема пачки импульсов счетчик останавливается с лог. 1 на одном из выходов Q1—Q4.

Через некоторое время после окончания приема срабатывает одновибратор на элементах DD2.2,DD2.4, и по его сигналу состояние счетчика запоминается в регистр D4. На одном из выходов регистра при этом появляется сигнал лог. О, сбрасывающий или устанавливающий один из RS-триггеров, собранных на элементах DD5.1—DD5.4.

В зависимости от состояния триггеров одна из оптопар HL1, HL2 оказывается включенной или выключенной, включая или выключая соответствующий симистор, управляющий нагрузкой. Одновибратор на элементах DD1.1—DD1.3 срабатывает позже, и сбрасывает счетчик DD3 в исходное состояние.

Печатная плата. Передающая часть собрана на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 47x40 мм.

Разводку печатной платы (в зеркальном изображении) можно скачать с диска, прилагаемого к книге («Видеоурок 5», файл 1.DXF) и посмотреть на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Разводка печатной платы передающей части (47x40 мм, в зеркальном изображении)

Схема расположения деталей приведена на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Схема расположения деталей передающей части

Приемная часть собрана на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 52x55 мм.

Разводку печатной платы (в зеркальном изображении) можно скачать с диска, прилагаемого к книге («Видеоурок 5», файл 2.DXF) и посмотреть на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Разводка печатной платы (52x55 мм, в зеркальном изображении)

Схема расположения деталей приведена на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Схема расположения деталей

Внешний вид устройства приведен на рис. 5.7, а и 5.7, б.

Рис. 5.7. Внешний вид системы ДУ, построенной на микросхемах:

а — передающая часть; б — приемная часть

 Внимание.

При изготовлении этого устройства следует иметь в виду, что его приемная часть не имеет гальванической развязки от сети! Поэтому при его наладке следует особенно внимательно соблюдать правила техники безопасности.

Смотрим ролик. Работу усилителя демонстрирует ролик «Видеоурок 5» — > «Система ИК ДУ на микросхемах» на прилагаемом диске.

 Совет.

Перед началом работы необходимо переменным резистором R4 установить такую частоту генератора передающего устройства, чтобы при нажатии кнопок мигал светодиод HL1 приемника, а затем подстроить эту частоту по максимуму расстояния, на котором работает система ДУ.

Сразу хочется сказать — делать передающую часть для микроконтроллера мы не будем. Причина проста — в магазинах есть огромная номенклатура самых разных ПДУ. Все велосипеды давно сделаны!

Существует ряд общепринятых протоколов передачи данных в системах ДУ. В нашем примере для передачи сигналов выбран протокол фирмы Sony — он не самый распространенный, но один из наиболее простых.

Принципиальная схема. Схема приемника ДУ, построенного на микроконтроллере, приведена на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Схема приемника ДУ, построенного на микроконтроллере

Сигнал с приемника сигнала DA1 поступает на вход микроконтроллера DD1, где обрабатывается в соответствии с программой.

На вход микроконтроллера поступает также сигнал о переходе сетевого напряжение через ноль (резистор R2). Благодаря этому удалось программно реализовать изменение яркости свечения ламп нагрузки. Управляющие сигналы с микроконтроллера поступают на оптопары HL1 и HL2, управляющие симисторами. Причина установки оптопар — сильные наводки при включении симисторов, вызывающие ложные срабатывания микроконтроллера, баз них устройство оказывается практически неработоспособным.

Каких-либо схемных изысков устройство не содержит, вся его функциональность реализована исключительно программным путем.

Печатная плата. Приемная часть собрана на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 41x27 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении можно скачать с диска, прилагаемого к книге («Видеоурок 5», файл 3.DXF), и посмотреть на рис. 5.9.

Рис. 5.9. Разводка печатной платы (41x27 мм, в зеркальном изображении)

Схема расположения деталей приведена на рис. 5.10.

Рис. 5.10. Схема расположения деталей

Налаживание. Каких-либо настроек устройство не требует. Программу для микроконтроллера (включая исходные тексты) можно скачать с диска, прилагаемого к книге («Видеоурок 5», раздел «SOFT»).

Внешний вид устройства приведен на рис. 5.11

Рис. 5.11. Внешний вид системы ДУ, построенной на микроконтроллере

 Внимание.

При изготовлении этого устройства следует иметь в виду что его приемная часть не имеет гальванической развязки от сети! Поэтому при его наладке следует особенно внимательно соблюдать правила техники безопасности.

Смотрим ролик. Работу усилителя демонстрирует ролик «Видеоурок 5» — > «Система ИК ДУ на микроконтроллере» на прилагаемом диске.

Шаг 6

СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Система дистанционного управления по осветительной сети — решение не новое, но широко внедряться в повседневную жизнь начало сравнительно недавно. До того времени линии электропередач активно использовались для передачи телеметрической информации между удаленными подстанциями — в самом деле, зачем прокладывать отдельные линии связи, когда все подстанции и так соединены воедино силовой электрической сетью.

Проблема передачи сигналов по электрической сети в основном заключается в сложности приемно-передающего оборудования, но с появлением соответствующих микросхем и микроконтроллеров эта проблема заметно утратила свою актуальность.

Как правило, дистанционное управления по осветительной сети осуществляется в пределах одного дома (т. н. «умный дом»). Существует даже специальный протокол передачи данных, называемый Х10 (описание протокола можно посмотреть на http://software.x10.com/pub/manuals/xtdcode.pdf).

Этот протокол обеспечивает передачу команд по осветительной сети. Под Х10 выпускаются специализированные микросхемы для его поддержки (например, отечественная КР1446ХК1, капризная как барышня).

Однако радиолюбителю вполне под силу собрать устройство дистанционного управления, не привязываясь именно к данному конкретному протоколу.

Сигналы управления передаются по осветительной сети примерно так же, как передается радиосигнал в эфире. Для передачи сигнала используются частоты в диапазоне 80—150 кГц.

 Примечание.

Радиолюбителям следует использовать верхнюю часть этого диапазона— частоты ниже 100 кГц зарезервированы для использования служебными телеметрическими системами.

Как правило, для передачи используется частотная модуляция сигнала (она является значительно более помехоустойчивой по сравнению с амплитудной модуляцией), но ничто не мешает использовать для передачи и любые другие виды модуляции.

Первый вариант системы ДУ по осветительной сети будет собран… на транзисторах.

Система дистанционного управления по осветительной сети на транзисторах.

Принципиальная схема. Передающая часть системы (рис. 6.1, а) представляет собой обычный мультивибратор на транзисторах Т3, Т4.

Частота генерации мультивибратора — около 100 кГц, и может подстраиваться в некоторых пределах резистором Р5. Выход мультивибратора подсоединен к двухтактному усилителю на транзисторах T1, Т2, нагрузкой которого является высокочастотный трансформатор Tr1. Вторичная обмотка трансформатора включена в сеть последовательно с нашим устройством — этим мы экономим один разделительный конденсатор.