Start Projekty Mikrokontrolery Zdalne sterowanie na podczerwie? pilotem RC5

Partnerzy

www.prototypy.com

helion

www.elektroda.pl

www.zestawyuruchomieniowe.pl

Kredyty Gdynia

Translate this



Zdalne sterowanie na podczerwie? pilotem RC5 PDF Drukuj
Ocena użytkowników: / 19
SłabyŚwietny 
czwartek, 17 lutego 2011 13:51

LOGO_zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5Autorski projekt  wy??cznika zdalnie sterowanego za pomoc? pilota RC5.  Ca?y uk?ad kontrolowany jest  przez mikroprocesor  z rodziny AVR, ATtiny2313. Na uwag? zas?uguje zasilanie uk?adu bezpo?rednio z sieci elektroenergetycznej o napi?ciu 230V, zrealizowane przez zasilacz beztransformatorow. Jako odbiornik podczerwieni z pilota wykorzystano uk?ad TSOP1736. Bardzo prosty interfejs u?ytkownika oparty o jeden przycisk i jedn? diody? LED u?atwia programowanie uk?adu. P?ytka drukowana zosta?a przystosowana do monta?u w obudowie plastykowej typu Z-27.

Wst?p

Wraz z rozwojem elektroniki i urz?dze? elektronicznych u?ytkownicy tych sprz?tw staj? si? coraz wygodniejsi, ?eby nie powiedzie? leniwi. G?wnym celem budowy tego projektu by?o zwi?kszenie wygody korzystania z urz?dze? elektrycznych, w ktrych nie ma mo?liwo?ci za??czania i wy??czania za pomoc? pilota zdalnego sterowania. Obecnie uk?ad wykorzystywany jest do sterowania o?wietleniem w mieszkaniu.

Za?o?enia projektowe

Najwa?niejszym za?o?eniem uk?adu by?o za??czanie i wy??czanie obwodw pr?du przemiennego o napi?ciu skutecznym 230V za pomoc? powszechnie dost?pnych pilotw o standardzie kodowania RC5 i wykorzystaniu 2 z ich przyciskw. Co najwa?niejsze u?yte mog? zosta? piloty wykorzystywane w codziennym sterowaniu urz?dzeniami RTV co nie powi?ksza ilo?ci pilotw znajduj?cych si? w domu o kolejny do sterowania wy??cznikiem. Nale?y wtedy wykorzysta? przyciski, ktre s? nie u?ywane na co dzie? tak by nie dosz?o do sytuacji,  gdy na przyk?ad zmieniamy kana? w telewizorze i za??cza si? o?wietlenie w pokoju. 

Projekt charakteryzuje si? prost? budow? oraz wykorzystaniem tanich i ?atwo dost?pnych elementw elektronicznych. Wszystkie zastosowane elementy elektroniczne s? typu przewlekanego, a p?ytka drukowa jest jednostronna.

Kolejne za?o?enie dotyczy?o programowania przycisku za??czenia i wy??czenia. Mia?o to zosta? realizowane w jak najprostszy sposb przy wykorzystaniu jednego przycisku i jednej diody.

Zasilanie bateryjne uk?adu nie by?o brane pod uwag? ze wzgl?du na stosunkowo du?y pr?d ci?g?y pobierany przez cewk? przeka?nika w czasie za??czenia. Zrezygnowano rwnie? z wewn?trznego zasilacza transformatorowego ze wzgl?du na jego du?e wymiary. Wed?ug za?o?e? uk?ad mia? by? zasilany zasilaczem beztransformatorowym bezpo?rednio z sieci elektroenergetycznej o napi?ciu skutecznym 230V.


Mikrokontroler ATtiny2313

Podczas fazy projektowania urz?dzenia i pisania programu steruj?cego wykorzystywany by? mikroprocesor ATmega32. Niestety ze wzgl?du na wysok? cen? i wielko?? obudowy nie nadawa? si? on do tak prostego projektu. Postawiono nast?puj?ce warunki minimalne jakie musia? spe?nia? mikroprocesor:
  • 2kB pami?ci flash
  • Jedno przerwanie zewn?trzne
  • 4B pami?ci EEPROM
  • Jeden licznik 8 bitowy
  • Jeden licznik 16 bitowy
  • 4 linie wej?cia/wyj?cia
  • Zasilanie 5V
  • Niewielka obudowa
  • ?atwa dost?pno??
  • Niska cena

Porwnanie oferty mikroprocesorw rodziny AVR wy?oni?o mikroprocesor typu TINY (z angielskiego - ma?y), a dok?adniej ATtiny2313. Uk?ad ten posiada wszystkie cechy niezb?dne do poprawnego dzia?ania sterownika. Poni?ej wyszczeglniono g?wne cechy wybranego mikroprocesora AVR ATtiny2313 z noty katalogowej producenta:

  • 2kB pami?ci flash
  • 128B pami?ci EEPROM
  • 128B pami?ci SRAM
  • dwa przerwania zewn?trzne
  • Jeden licznik 8 bitowy
  • Jeden licznik 16 bitowy
  • 18 linii wej?cia/wyj?cia
  • Zasilanie 2,7V - 5,5V
  • ?redniej wielko?ci obudowa PDIP-20
  • Dost?pny w prawie ka?dym sklepie elektronicznym
  • Niska cena w granicach 6 z? -10 z?

Zasilanie

Jako, ?e uk?ad zdalnego sterowania mia? by? mo?liwie prosty i nie wymaga? dodatkowego zasilania z zewn?trz, postanowiono zastosowa? zasilacz beztransformatorowy. Rozwi?zanie tego typu poci?ga za sob? szereg problemw, z ktrych g?wny to brak separacji galwanicznej uk?adw elektronicznych i sieci elektroenergetycznej. Mo?liwo?? pojawienia si? pe?nego napi?cia sieciowego 230V w uk?adzie w razie uszkodzenia jednego z elementw zasilacza sprawia, ?e projekt powinien by? wykonywany jedynie przez do?wiadczonych u?ytkownikw lub pod ich nadzorem.

Kolejnym minusem zasilacza beztransformatorowego jest bardzo ograniczona wydolno?? pr?dowa, co sprawia, ?e takie zasilacze mog? by? wykorzystywane tylko w projektach, w ktrych pobr pr?du jest nie wi?kszy ni? kilkadziesi?t mili amperw. Ograniczenie maksymalnego pr?du wyj?ciowe zasilacza podyktowane jest w g?wnej mierze pojemno?ci? kondensatora C5. Dla zastosowanej pojemno?ci 1F maksymalny pr?d wyj?ciowy zasilacza wynosi oko?o 50mA (0,05A).

G?wnymi elementami zasilacza s? kondensator polipropylenowy (MKP lub KFPM) C5 o pojemno?ci (1F), rezystor ograniczaj?cy pr?d R1 o warto?ci 220? i mocy minimalnej 1W (zalecane 2W) oraz mostek prostowniczy. G?wny kondensator zasilacza C5 powinien by? na napi?cie 400V. Wynika to z faktu, i? napi?cie znamionowe kondensatora to napi?cie sta?e (chwilowe) jakie mo?e wytrzyma? izolacja kondensatora. W sieci elektroenergetycznej napi?cie 230V to napi?cie skuteczne, a warto?? napi?cia szczytowego chwilowego mo?e si?ga? 230*?2 = 325V. Zak?adaj?c 10% wahania napi?cia w sieci otrzymujemy 230*1,1*?2 = 358V. Dlatego zastosowano kondensator na napi?cie 400V.  Do zastosowania w projekcie nie nadaj? si? kondensatory MKT lub MKSE na napi?cie 400V, nale?y zastosowa? wtedy kondensator tego typu na napi?cie 630V. Na rezystorze R1 wydzielaj? si? du?e ilo?ci ciep?a wywo?ane stratami przez pr?d p?yn?cy bezpo?rednio z sieci elektroenergetycznej. Dwa rezystory R2 i R3 o rezystancji 47k? po??czone rwnolegle z kondensatorem C5 powoduj? jego roz?adowanie po od??czeniu od zasilania sieciowego, co zwi?ksza bezpiecze?stwo u?ytkowania uk?adu. Gdyby nie zastosowano rezystorw roz?adowczych po od??czeniu uk?adu od sieci elektroenergetycznej i dotkni?ciu bolcw wtyku zasilaj?cego, u?ytkownik mg? by zosta? pora?ony niewielkim pr?dem, co niekoniecznie musia?o by by? gro?ne dla ?ycia lub zdrowia ale powodowa?o by nieprzyjemne uczucie.

Kolejnym wa?nym elementem jest mostek prostowniczy zbudowany z 4 diod prostowniczych D1-D4 typu 1N4004 w uk?adzie Gretze'a. Absolutnie nie nadaj? si? do tego popularne diody impulsowe 1N4148. Zaraz za mostkiem prostowniczym zastosowano kondensator stabilizuj?cy napi?cie C2 o pojemno?ci 1000F oraz diod? Zenera D5 o napi?ciu znamionowym 12V. W tym miejscu napi?cie wyj?ciowe jest ju? sta?e o warto?ci oko?o 12V. Bezpo?rednio z tego punktu zasilany jest przeka?nik. Celowo zastosowano przeka?nik 12V dla zmniejszenia pr?du pobieranego przez ca?y uk?ad.

Na potrzeby zasilania mikroprocesora zastosowano stabilizator napi?cia 78L05 w obudowie TO92 (rys.1a), na schemacie ideowym oznaczony jako IC1. Na schemacie monta?owym mo?na zauwa?y?, ?e w miejscu stabilizatora 78L05 znajduje si? rysunek obudowy TO220, jest to celowy zabieg pozwalaj?cy na u?ycie stabilizatora 7805 w obudowie TO220 (rys.1b). Jedyna r?nica pomi?dzy stabilizatorami 7805 i 78L05 poza obudow? to wydajno?? pr?dowa, ktra wynosi odpowiednio 1A i 100mA (0,1A). Na potrzeby tego projektu w zupe?no?ci wystarcza stabilizator o pr?dzie 100mA (78L05). Wed?ug noty katalogowej uk?adu przed i za stabilizatorem nale?y zastosowa? kondensator filtruj?cy zak?cenia zasilania o warto?ci 100nF, na schemacie s? to kondensatory C3 i C7.

obudowy_TO 

Rys. 1. Obudowy typu TO:  a) TO92; b) TO220

 

Odbiornik podczerwieni

Sygna? z pilota zdalnego sterowania wysy?any jest jako promienie podczerwone z diody nadawczej. Sygna? ten jest modulowany co oznacza ?e stan wysoki wysy?any jest jako szereg impulsw prostok?tnych o cz?stotliwo?ci 36kHz. Taki sposb przesy?u zmniejsza pobr pr?du przez diod? nadawcz?, poniewa? nie dzia?a ona przez ca?y czas nadawania tylko jest zale?y od wype?nienia sygna?u modulowanego. Wype?nienie tego sygna?u nie przekracza 50%., a z regu?y ma warto?? od 20%-30% Demodulowanie sygna?u czyli przej?cie z sygna?y zmodulowanego o cz?stotliwo?ci 36kHz na sygna? ci?g?y zapewnia scalony odbiornik podczerwieni TSOP1736. Na jego wyj?ciu otrzymywany jest sygna? ci?g?y nie modulowany zanegowany. W stanie gdy nie jest wysy?any ?aden sygna? na wyj?ciu odbiornika pojawia si? stan wysoki (+5V) natomiast gdy wysy?any jest impuls na wyj?ciu pojawia si? stan niski. Negacja sygna?u wyj?ciowego pozwala na zmniejszenie zak?ce?. W nocie katalogowej producenta mo?na przeczyta?, ?e nale?y zastosowa? rezystor "podci?gaj?cy" wyj?cie do napi?cia zasilania co pokazano na rysunku 2. W tym projekcie nie by?o takiej potrzeby poniewa? wej?cie PD2 (INT0) mikroprocesora "podci?gane" jest do napi?cia zasilania wewn?trz uk?adu za pomoc? odpowiedniego ustawienia rejestru PORTD. W nocie katalogowej mo?na rwnie? zauwa?y?, ?e do pewnego dzia?ania uk?adu nale?y zastosowa? rezystor ograniczaj?cy pr?d zasilania uk?adu oraz kondensator filtruj?cy to napi?cia, na schemacie jest to odpowiednio R5 (100?) oraz C1 (4,7F).

TSOP1736_nota 

Rys. 2. Sposb pod??czanie zintegrowanego odbiornika podczerwieni TSOP1736 do mikroprocesora wed?ug noty katalogowej producenta uk?adu.

Programowanie przyciskw pilota

Jednym z za?o?e? uk?adu mia?o by? ?atwe programowanie przyciskw pilota za??cz/wy??cz. Zrealizowano to za pomoc? jednego przycisku typu mikroswitch oraz jednej diody LED. Przycisk pod??czony jest z jednej strony do masy uk?adu, a z drugiej bezpo?rednio do wej?cia PD6 mikrokontrolera ATtiny2313. Wej?cie to jest "podci?gni?te" programowo do napi?cia zasilania, czyli w czasie gdy przycisk nie jest wci?ni?ty na wej?ciu PD6 utrzymuje si? stan wysoki +5V. Natomiast w czasie gdy przycisk jest zwarty  (naci?ni?ty) na wej?ciu PD6 pojawia si? stan niski co jest interpretowane przez mikrokontroler jako naci?ni?cie przycisku. By umo?liwi? naciskanie przycisku znajduj?cego si? na p?ytce drukowanej nale?a?o wykona? przed?u?k? przycisku. Element ten wykonano na tokarce z pr?ta aluminiowego. Jego wygl?d przedstawiono na rys. 3 Dioda LED katod? pod??czona jest do masy uk?adu, a anod? przez rezystor do wyj?cia mikrokontrolera PD5. Stan wysoki na wyj?ciu PD5 powoduje za?wiecenie diody, a stan niski jej wy??czenie.

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (13)

Rys. 3. Aluminiowe przed?u?enie przycisku wykorzystywanego do programowania uk?adu.

Programowanie odbywa si? poprzez wci?ni?cie i przytrzymanie przycisku na oko?o 2 sekundy. Dioda LED zaczyna wolno miga?, nale?y wtedy skierowa? pilot zdalnego sterowania na odbiornik podczerwienie i nacisn?? wybrany przycisk za??czenia na pilocie. Po prawid?owym odebraniu ramki danych dioda LED za?wieca si? na sta?e na oko?o 1 sekund?, a przeka?nik zostaje za??czony. Nast?pnie dioda zaczyna miga? szybciej co oznacza oczekiwanie na wci?ni?cie wybranego przycisku wy??czenia na pilocie. Analogicznie po odebraniu prawid?owej ramki danych z pilota, dioda LED przestaje miga? i ?wieci stale przez 1 sekund? i zostaje wy??czona, a przeka?nik zostaje roz??czony. Po tym procesie programowanie przyciskw zostaje zako?czone i mo?na korzysta? z urz?dzenia. W projekcie urz?dzenia przewidziano zapisu danych do pami?ci nieulotnej EEPROM. Nie ma potrzeby ka?dorazowego programowania uk?adu po zaniku napi?cia zasilania. Ustawienia s? odczytywane z pami?ci po w??czeniu uk?adu.

Projekt p?ytki drukowanej

Schemat ideowy jak i p?ytka drukowana zosta?y zaprojektowane przy pomocy programu Eagle. Poni?ej na rysunku 4 przedstawiono widok schematu po??cze? elektrycznych (schemat ideowy). Dodatkowo na rysunku 5 pokazano widok schematu monta?owego. Jak wida? p?ytka zosta?a zaprojektowana specjalnie do obudowy plastykowej typu Z-27 (rys. 6). W artykule zamieszczono rwnie? schemat ideowy, monta?owy i mozaik? ?cie?ek w plikach PDF w wysokiej rozdzielczo?ci i bez znaku wodnego. Plik "Zdalne sterowanie RC5.zip" zawiera wszystkie niezb?dne pliki: schemat ideowy, schemat monta?owy, mozaik? ?cie?ek oraz pliki wsadowe do procesora, projekt programu napisany w j?zyku C jaki i projekt p?ytki w programie Eagle. Pliki zawieraj?ce mozaik? ?cie?ek jak i opis elementw na p?ytce s? ich lustrzanym odbiciem wygl?du rzeczywistego, a to po to by mo?na je odrazy wydrukowa? na papierze kredowym i u?y? do termotransferowej metody wykonywania p?ytek drukowanych. Pliki PDF nale?y drukowa? na arkuszach o formacie A4 i ustawiaj?c zerowe marginesy tak by wydruk zgadza? si? z rzeczywist? wielko?ci? p?ytki.

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5_schemat

Rys. 4. Schemat ideowy uk?adu zdalnego sterowania.

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5_schemat_montazowy

Rys. 5. Schemat monta?owy.

obudowa_Z_27

Rys. 6. Uniwersalna obudowa plastykowa Z-27.

Uwagi

Mikrokontroler pracuje z wewn?trznym generatorem o cz?stotliwo?ci 1MHz, dlatego w projekcie nie uwzgl?dniono miejsca na zewn?trzny generator kwarcowy.

Mikrokontroler rodziny AVR ATtiny2313 przystosowany jest do programowania w p?ytce uk?adu docelowego jest to tak zwany system ISP (In-System Programming). Pozwala on na programowanie pami?ci mikrokontrolera bez wymontowywanie go z uk?adu docelowego. Z uwagi na blisko?? elementw b?d?cych pod napi?ciem sieciowym, zrezygnowano z zastosowania gniazda programowania czy wyprowadzenia linii potrzebnych do programowania na gniazdo szpilkowe. Mikrokontroler nale?y zaprogramowa? poza uk?adem, a nast?pnie wlutowa? lub wmontowa? w p?ytk? drukowan?, zamkn?? obudow? i dopiero przyst?pi? do zasilania z gniazda sieciowego.

Podczas uruchamiania uk?adu nale?y zachowa? szczegln? ostro?no??, poniewa? wyst?puje tam napi?cie sieciowe o warto?ci skutecznej wi?kszej ni? 50V (230V), ktre jest niebezpieczne dla ?ycia i zdrowia cz?owieka.

Uk?ad dzia?a jedynie z pilotami wysy?aj?cymi dane w standardzie RC5. Podczas odbioru danych zapisywany jest adres jak i komenda wys?ane z pilota. Mo?e si? zdarzy? jak w przypadku pilota pokazanego na rysunku poni?ej, ?e wci?ni?cie przycisku CD, TAPE, TUNER, AUX, lub CDR zmienia komendy i adresy poszczeglnych przyciskw. Dla przyk?adu je?eli wci?ni?ty zostanieprzycisk CD a nast?pnie naci?ni?ty przycisk PLAY zostanie wys?ana ramka danych odpowiadaj?ca uruchomieniu p?yty CD, natomiast po wci?ni?ciu klawisza TAPE, a nast?pnie przycisku PLAY nast?pi uruchomienie kasety magnetofonowej. Nale?y zwrci? na to uwag? podczas programowania przyciskw w uk?adzie. Jednocze?nie mo?na dobrze wykorzysta?  pilot tego typu, poniewa? dzi?ki takiemu rozbudowaniu pilota zwi?ksza si? ilo?? kombinacji przyciskw co pozwala na korzystnie na co dzie? z pilota do sterowania urz?dzeniami RTV jak rwnie? do sterowania zaprezentowanym wy??cznikiem. Jednym pilotem mo?na sterowa? wieloma wy??cznikami tego typu. Ograniczeniem jest jedynie ilo?? mo?liwych kombinacji klawiszy na pilocie zdalnego sterowania.

Poni?ej zaprezentowano zdj?cia uk?adu, spis potrzebnych elementw, film pokazuj?cy prac? urz?dzenia oraz pliki do pobrania.

 

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (14)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (15)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (2)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (3)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (4)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (5)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (6)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (7)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (8)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (9)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (10)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (11)

zdalne_sterowanie_na_pilot_RC5 (12)

Spis elementw:

Rezystory:

  • R1 - 220?/1W
  • R2, R3 - 47k?
  • R4, R7 - 4,7k?
  • R5 - 100?
  • R6 - 430?

Kondensatory:

  • C1 - 4,7F/10V
  • C2 -1000F/16V
  • C3, C4, C7 - 100nF
  • C5 - 1F/400 MKP lub KFPM
  • C6 -220F/10V


Diody:

  • D1, D2, D3, D4 - 1N4004
  • D5 - dioda zenera 12V
  • D6 - 1N4148


Inne:

  • US1 - ATtiny2313
  • T1 - BC547
  • LED1 - Dioda LED
  • PR1 - JQC-3FF 12V lub odpowiednik
  • SW - mikrostyk
  • Odbiornik podczerwieni - TSOP1736
  • Stabilizator - 78L05 lub 7805
  • Gniazdo ?rubowe ARK2 i ARK3

Pliki do pobrania:

Zdalne sterowanie RC5 - 489KB


DataOdwiedzinKomentarze
Suma2195718
Pt. 1550
Cz. 1440
Śr. 1360
Wt. 12150
 

Komentarze  

 
+2 #1 AW 2011-04-04 00:04
Cytować
 
 
+1 #2 admin 2011-04-04 06:03
Dzi?kuj? bardzo Panie Arielu :)
Cytować
 
 
-2 #3 rW 2011-08-28 20:53
To przed?u?enie przycisku, powinno by? wykonane z elementu izolacyjnego. W urz?dzeniu II klasy izolacji lepiej unika? cz??ci dost?pnych przewodz?cych, chyba, ?e urz?dzenie by?o przebadane wg normy PN-EN 60335-1.
Cytować
 
 
0 #4 admin 2011-08-28 21:19
Cytować
 
 
0 #5 Jerzy 2011-12-11 21:02
Cytować
 
 
0 #6 admin 2011-12-11 23:18
Cytować
 
 
0 #7 gavron04 2012-02-19 10:11
Cytować
 
 
0 #8 admin 2012-02-19 15:10
Cytować
 
 
0 #9 gavron04 2012-02-19 17:02
Cytować
 
 
0 #10 admin 2012-02-20 17:31
Cytować
 

Dodaj komentarz


Kod antysapmowy
Odśwież

Licznik

Artyku? przeczytano: 22028

Sonda

Sk?d wiesz o www.mikrokontrolery.org
 

Statystyka

Użytkowników : 1
Artykułów : 28
Zakładki : 1
Odsłon : 399500

Facebook

Logowanie



www.mikrokontrolery.org, Powered by Joomla! Designed by SiteGround web hosting