2001.11_Elektor.pdf

Elektor w EdW

Editorial items appearing on pages 28−30 are the copyright property of © Segment B. V. Beek, The Netherlands, 1998, which reserves all rights.

Prosty nadajnik/odbiornik IRED

Opisany zestaw nadajnik/odbiornik zdalnego

sterowania podczerwienią doskonale nadaje

się do obsługi różnych urządzeń, na przykład

opisanych w Elektorze Modułowego prze−

łącznika AV czy Przełącznika zestawów gło−

śnikowych .

Odbiornik ma cztery wyjścia zależne oraz

trzy niezależne.

Daremne byłoby poszukiwanie w nadajni−

ku i odbiorniku jakichś egzotycznych ele−

mentów. Wykorzystywane są typowe ele−

menty logiczne i kilka elementów biernych.

Wyjątkami są oczywiście dioda nadawcza

i moduł odbiorczy podczerwieni. Każdy

z przycisków S1...S4 dołączony jest do wej−

ścia rejestru przesuwnego CMOS4021. Sy−

gnał taktujący dla rejestru wytwarzany jest

w generatorze/liczniku 4060. Cykl rozpoczy−

na krótki impuls, wytwarzany przez diody

D1...D4 i kondensator C1, podawany zarów−

no na rejestr, jak i na licznik/oscylator. Im−

puls zeruje licznik i uruchamia oscylator. Im−

puls ten jest krótki, więc niezależnie od drgań

styków naciśnięcie przycisku jest wystarcza−

jąco długie, by niezawodnie wpisać dane do

wejść A...H rejestru.

Oscylator z elementami P1, R2, R3, C2

jest ustawiony na 36kHz, bo na taką często−

tliwość reaguje moduł w odbiorniku. Podzie−

lony sygnał z wyjścia Q3 (nóżka) taktuje re−

jestr przesuwny. Dane wejściowe pojawiają

się w postaci szeregowej na wyjściu QH reje−

stru (n. 3 kostki 4021). Tranzystor T1 jest

otwarty, jeśli na nóżce 3 jest stan wysoki.

Prąd diody nadawczej IRED D6 jest modulo−

wany częstotliwością 36kHz przez tranzystor

T2, sterowany z nóżki 9 oscylatora.

Na wejściu bitu MSB (nóżka 1 IC1) za−

wsze jest stan wysoki. Bit ten transmitowany

jest zawsze jako pierwszy i służy w odbior−

niku jako sygnał startu. Odróżnia się on też

od pozostałych bitów. Ponieważ rejestr prze−

suwa dane podczas rosnącego zbocza,

pierwszy bit ma tylko 8 taktów przebiegu

36kHz. Pozostałe bity mają dwa razy więk−

szą długość.

Ponieważ wyjście Q7 licznika (n.14) jest

przez diodę D5 połączone z wejściem oscyla−

tora, po wysłaniu ośmiu bitów oscylator

zostanie zatrzymany. Oznacza to, że po naci−

śnięciu klawisza słowo kodowe wysyłane

jest tylko jeden raz. Po zatrzymaniu oscylato−

ra układ pobiera znikomy prąd, płynący

przez D5, R2, P1, R3. Prąd ten nie przekra−

cza 10µA, co oznacza długą żywotność bate−

rii, nawet kilka lat w przypadku dwóch

ogniw R03 (AAA) o pojemności 750mAh.

Potencjometr P1 jest dodany, by skompen−

sować odchyłki wartości elementów i by do−

stroić się dokładnie do częstotliwości odbior−

nika. Jumpery J1...J3 są dodatkiem. Zamiast

nich mogą być włączone kolejne przyciski.

W odbiorniku odpowiadają im trzy niezależ−

ne wyjścia.

Płytkę nadajnika przed zmontowaniem

elementów można znacznie zmniejszyć, ob−

cinając puste pola przy brzegach. Tym sa−

mym wielkość wymaganej obudowy można

zmniejszyć do niezbędnego minimum, zwła−

szcza gdy do zasilania będzie wykorzystane

Wykaz elementów nadajnika

Rezystory

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 x 1M Ω (R−Pack)

R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270k

Ω

Półprzewodniki

D1…D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BAT85

D6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LD271

T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC639

T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC640

IIC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4021

IIC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HC4060

Ω

R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k Ω

R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,,3k Ω

R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Ω

P1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,,5k

Ω

(monttażowy)

Kondensatory

C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100pF

C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,,2nF MKT

C3,, C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceram..

C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 µ F/25V

Inne

JP1......JP3 zwory z jjumperamii

S1......S4 . . . . . . . . . . . . . .przyciiskii (D6−Q−BK−Swiittch

+ D6Q−BK−CAP fiirmy ITT)

BT1 . . . . . . . . . . . .pojjemniik na 2 batteriie R03 lub R6

Elektronika dla Wszystkich

R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5,,6k

Elektor w EdW

pojedyncze ogniwo litowe 3V.

W przypadku odbiornika nie ma

problemu wielkości. Zazwyczaj

będzie on wbudowany do jakie−

goś urządzenia. Ale i tu liczba

elementów jest niewielka.

Wspomniany moduł odbior−

czy podczerwieni firmy Infine−

on pracuje tu w typowym ukła−

dzie pracy i dostarcza na wyj−

ściu pierwotny kod, bez modu−

lacji przebiegiem nośnym

36kHz. Dalsza droga sygnału

jest jasna. Najpierw zostaje

skierowany do rejestru prze−

suwnego IC3 (4094), gdzie na−

stępuje zamiana sygnału szere−

gowego na równoległy. Także

i tutaj rejestr jest taktowany

przez licznik 4060, zanegowany

przez negator IC2.B. Ten trik

jest po to, by bit był wpisywany

dokładnie w połowie swej dłu−

gości.

A teraz kolejność: aby roz−

począć cykl pracy pierwsze

zbocze wyzwala przerzutnik

monostabilny IC5.A (74HC4538). Ponieważ

stanem aktywnym modułu odbiorczego IC1

jest stan niski, zostało wykorzystane wejście

wyzwalania zboczem ujemnym (n. 5 IC5).

Ponieważ wyjście Q przerzutnika jest połą−

czone z „dodatnim“ wejściem wyzwalają−

cym, ponowne wyzwolenie nie jest możliwe.

Kolejne impulsy nie przedłużają impulsu

uniwibratora IC5.A. Impuls ten zezwala na

pracę licznika IC4.

Częstotliwość, regulowana za pomocą P1,

wynosi tu także 36kHz, co zapewnia dobrą

synchronizację nadajnika i odbiornika.

Ponieważ wejście strobujące i zezwalające

są zwarte do plusa zasilania, wewnętrzny latch

jest przezroczysty i sygnały są na bieżąco do−

stępne na wyjściach kostki IC3. Sygnał wej−

ściowy jest odwrócony przez IC2.A, bo

w przeciwnym wypadku wyjścia 5...7 miałyby

stan aktywny niski. Dotyczy to wyjść oznaczo−

nych 5, 6, 7 (nóżki 11...13 IC3).

Wyjścia zależne

1...4 wymagają spe−

cjalnego traktowania.

Żeby całkowicie wy−

kluczyć możliwość

jednoczesnego uak−

tywnienia więcej niż

jednego wyjścia,

wprowadzono multi−

plekser 4 na 16 typu 74HC4514. Sygnały

wyjściowe 1...4 dostępne są na wyjściach

multipleksera, za rezystorami ograniczający−

mi. W niektórych zastosowaniach (np. wspo−

minany Przełącznik zestawów głośnikowych )

jest to absolutnie konieczne ze względu na

Elektronika dla Wszystkich

Elektor w EdW

możliwość uszkodzenia współpracujących

urządzeń. Właśnie z tego powodu wejście

zabraniające multipleksera (inhibit, n. 23

IC6) jest połączone z wyjściem Q uniwibra−

tora IC5.A. Na czas cyklu uniwibratora

odbiornika, multiplekser wyłącza wszystkie

wyjścia 1...4 i podłączone do nich urządze−

nia, na przykład przekaźniki. Dopiero po za−

kończeniu cyklu pracy, gdy sygnały są usta−

lone, na jednym z wyjść 1...4 pojawia się

stan aktywny. Jest to działanie typu break−

before−make . Czas impulsu uniwibratora

wynosi około 3,9ms i jest nieco dłuższy, niż

czas transmisji kodu. Normalnie powinno to

zupełnie wystarczyć do zwolnienia jednego

i zadziałania drugiego przekaźnika. Jeśli jed−

nak czasy reakcji wykorzystywanych prze−

kaźników byłyby zbyt długie, można zwięk−

szyć wartość R4 i przedłużyć tym czas im−

pulsu uniwibratora.

Odbiornik zmontowany na niewielkiej

płytce pobiera w spoczynku około 3mAprądu

i zwykle będzie zasilany ze współpracującego

urządzenia. Do wyjść 1...4 można bezpośre−

dnio podłączyć czułe 5−woltowe przekaźniki

– kostki rodziny 74HC. Mają wydajność prą−

dową wyjść znacznie większą niż kostki ro−

dziny 4000, a uzyskane napięcie wyjściowe

około 4,2V powinno wystarczyć. W razie po−

trzeby wartość R5...R8 można zmniejszyć.

Wykaz elementów odbiornika

C3......C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceram..

C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220 µ F/25V

Rezystory

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

Ω

R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5,,6k Ω

R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56k Ω

R5......R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270

Półprzewodniki

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BAT85

IIC1 . . . . . . . . . . . . . .SFH5110 (TFMS5360,, ISIIU60)

IIC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HC14

IIC3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HC4094

IIC4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HC4060

IIC5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HC4538

IIC6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HC4514

Ω

Kondensatory

C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 µ F/10V

C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,,2nF

Elektronika dla Wszystkich

R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: