Système de sécurité infrarouge simple. Système de contrôle d'affichage d'informations IR, émetteur infrarouge DIY

Les récepteurs IR de rayonnement infrarouge se sont répandus dans les équipements de télévision, ménagers, médicaux et autres. Ils peuvent être vus dans presque tous les types d’équipements électroniques ; ils sont contrôlés à l’aide d’une télécommande ; télécommande.

En règle générale, un micro-ensemble de récepteur IR comporte trois broches ou plus. L'un est commun et est connecté à l'alimentation moins GND, l'autre au plus Contre, et le troisième est la sortie du signal reçu Dehors.

Contrairement à une photodiode IR standard, un récepteur IR est capable non seulement de recevoir, mais également de traiter un signal infrarouge sous forme d'impulsions d'une fréquence fixe et d'une durée donnée. Cela protège l'appareil des fausses alarmes, du rayonnement de fond et des interférences provenant d'autres appareils électroménagers émettant dans la plage IR. Des interférences suffisamment fortes pour le récepteur peuvent être créées par des lampes à économie d'énergie avec circuit de ballast électronique.

Le microensemble d'un récepteur de rayonnement IR typique comprend : une photodiode PIN, un amplificateur variable, un filtre passe-bande, un détecteur d'amplitude, un filtre intégrateur, un dispositif à seuil, un transistor de sortie.

Une photodiode PIN appartient à la famille des photodiodes, dans laquelle une autre région de son propre semi-conducteur (région i) est créée entre les régions n et p - il s'agit essentiellement d'une couche de semi-conducteur pur sans impuretés. C'est ce qui confère à la diode PIN ses propriétés particulières. DANS en bon état aucun courant ne traverse la photodiode PIN, puisqu'elle est connectée au circuit sens inverse. Lorsque des paires électron-trou sont générées dans la région i sous l’influence d’un rayonnement IR externe, le courant commence à circuler à travers la diode. Lequel va ensuite à un amplificateur variable.

Ensuite, le signal de l'amplificateur est transmis à un filtre passe-bande qui protège contre les interférences dans la plage IR. Le filtre passe-bande est réglé sur une fréquence strictement fixe. Généralement, on utilise des filtres réglés sur une fréquence de 30 ; 33 ; 36 ; 36,7 ; 38 ; 40 ; 56 et 455 kilohertz. Pour que le signal émis par la télécommande soit reçu par le récepteur IR, il doit être modulé avec la même fréquence pour laquelle le filtre est configuré.

Après le filtre, le signal est envoyé vers un détecteur d'amplitude et un filtre intégrateur. Ce dernier est nécessaire pour bloquer les courtes rafales de signaux uniques pouvant résulter d'interférences. Ensuite, le signal va au dispositif à seuil et au transistor de sortie. Pour un fonctionnement stable, le gain de l'amplificateur est ajusté par un système de contrôle automatique du gain (AGC).

Les boîtiers des modules IR ont une forme spéciale qui facilite la focalisation du rayonnement reçu sur la surface sensible de la photocellule. Le matériau du boîtier transmet un rayonnement avec une longueur d'onde strictement définie de 830 à 1100 nm. Ainsi, l'appareil utilise un filtre optique. Pour protéger les éléments internes des influences extérieures. champs, un écran électrostatique est utilisé.

Ci-dessous, nous examinerons le fonctionnement d'un circuit récepteur IR, qui peut être utilisé dans de nombreux développements radioamateurs.

Il y a différents types et circuits de récepteurs IR en fonction de la longueur d'onde, de la longueur d'onde, de la tension, du paquet de données transmis, etc.

Lors de l'utilisation d'un circuit en combinaison avec un émetteur et un récepteur infrarouge, la longueur d'onde du récepteur doit nécessairement correspondre à la longueur d'onde de l'émetteur IR. Considérons l'un de ces schémas.

Le circuit se compose d'un phototransistor IR, d'une diode, d'un transistor à effet de champ, d'un potentiomètre et d'une LED. Lorsque le phototransistor reçoit un rayonnement infrarouge, un courant le traverse et le transistor à effet de champ s'active. Ensuite, la LED s'allume, à la place de laquelle une autre charge peut être connectée. Un potentiomètre est utilisé pour contrôler la sensibilité du phototransistor.

Le récepteur de signal IR étant un microensemble spécialisé, pour assurer son fonctionnement, il est nécessaire d'appliquer une tension d'alimentation au microcircuit, généralement de 5 volts. La consommation de courant sera d'environ 0,4 à 1,5 mA.

Si le récepteur ne reçoit pas de signal, alors dans les pauses entre les salves d'impulsions, la tension à sa sortie correspond pratiquement à la tension d'alimentation. C'est entre GND et la sortie du signal de sortie peut être mesurée à l'aide de n'importe quel multimètre numérique. Il est également recommandé de mesurer le courant consommé par le microcircuit. S'il dépasse la norme (voir ouvrage de référence), il est fort probable que le microcircuit soit défectueux.

Ainsi, avant de commencer le test du module, assurez-vous de déterminer le brochage de ses sorties. Habituellement, ces informations sont faciles à trouver dans notre méga-répertoire de fiches techniques électroniques. Vous pouvez le télécharger en cliquant sur l'image à droite.

Vérifions-le sur la puce TSOP31236 ; son brochage correspond à la figure ci-dessus. Nous connectons la borne positive de l'alimentation maison à la borne positive du module IR (Vs) et la borne négative à la borne GND. Et nous connectons la troisième broche OUT à la sonde positive du multimètre. Nous connectons la sonde négative au fil GND commun. Basculez le multimètre en mode tension continue à 20 V.

Dès que des paquets d'impulsions infrarouges provenant du microassemblage IR commencent à arriver à la photodiode, la tension à sa sortie chutera de plusieurs centaines de millivolts. Dans ce cas, il sera clairement visible comment la valeur sur l'écran du multimètre passe de 5,03 volts à 4,57. Si l'on relâche le bouton de la télécommande, l'écran affichera à nouveau 5 volts.

Comme vous pouvez le constater, le récepteur de rayonnement IR répond correctement au signal de la télécommande. Cela signifie que le module est OK. De la même manière, vous pouvez vérifier n'importe quel module dans une conception intégrée.

Yakorev Sergueï

Introduction

Il y en a beaucoup sur Internet appareils simples basé sur les contrôleurs de la famille PIC16F et PIC18F de Microchip. J'attire votre attention sur un appareil assez complexe. Je pense que cet article sera utile à tous ceux qui écrivent des programmes pour le PIC18F, puisque vous pouvez utiliser le code source du programme pour créer votre propre système temps réel. Il y aura beaucoup d'informations, depuis la théorie et les normes jusqu'à la mise en œuvre matérielle et logicielle de ce projet. Les codes sources de l'assembleur sont fournis avec des commentaires complets. Il ne sera donc pas difficile de comprendre le programme.

Idée

Comme toujours, tout commence par une idée. Nous avons une carte du territoire de Stavropol. Il y a 26 districts de la région sur la carte. La taille de la carte est de 2 x 3 m. Il est nécessaire de contrôler l'éclairage des zones sélectionnées. Le contrôle doit être effectué à distance via un canal de contrôle infrarouge, ci-après simplement appelé télécommande IR ou IR. Dans le même temps, les commandes de contrôle doivent être transmises au serveur de contrôle basé sur PC. Lorsque vous sélectionnez une zone sur la carte, le serveur de gestion affiche des informations supplémentaires sur le moniteur. À l'aide des commandes du serveur, vous pouvez contrôler l'affichage des informations sur la carte. La tâche a été définie. Au final, nous avons obtenu ce que vous voyez sur la photo. Mais avant que tout cela ne soit réalisé, nous avons dû franchir certaines étapes et résoudre divers problèmes techniques.

Vue du côté de l'installation.

Algorithme de fonctionnement de l'appareil

Depuis la télécommande, le système de contrôle de l'affichage des informations ne devrait pas être plus difficile que la sélection d'un programme sur un téléviseur ou le réglage d'un numéro de piste sur un CD. Il a été décidé de prendre une télécommande prête à l'emploi d'un magnétoscope Philips. La sélection d'un numéro de quartier s'effectue en appuyant successivement sur les boutons de la télécommande « P+ », puis sur deux boutons numériques pour le numéro de quartier se terminant par « P- ». Lorsque vous sélectionnez une zone pour la première fois, elle est mise en surbrillance (le rétroéclairage LED s'allume) et lorsque vous la sélectionnez à nouveau, la sélection est supprimée.
Protocole de gestion de la carte depuis le serveur de contrôle PC.

1. Commandes sortantes, c'est-à-dire commandes provenant de l'appareil vers le PC :

1.1. Lorsque vous allumez l'appareil, le PC reçoit la commande : MAP999
1.2. Lors de l'activation d'une zone : MAP (numéro de zone) 1
1.3. Lors de la désactivation de la zone : MAP (numéro de zone) 0
1.4. Lorsque la carte entière est allumée : MAP001
1.5. Lors de la désactivation de la carte entière : MAP000

2. Commandes entrantes :

2.1. Activer la carte entière : MAP001
2.2. Désactiver la carte entière : MAP000
2.3. Inclure la zone : MAP (numéro de zone) 1
2.4. Zone désactivée : MAP (numéro de zone) 0
2.5. Recevoir des informations sur les zones incluses : MAP999 En réponse à cette commande, les données sur toutes les zones incluses sont transmises au format de la clause 1.2 (comme si toutes les zones incluses étaient à nouveau activées).
2.6. Recevoir des informations sur les zones désactivées : MAP995 En réponse à cette commande, les données sur toutes les zones désactivées sont transmises au format de la clause 1.3 (comme si toutes les zones désactivées étaient à nouveau désactivées).

Lors de la désactivation de la dernière zone activée, la commande « désactiver toute la carte » devrait également être reçue.
Lors de l'activation de la dernière zone non incluse, la commande « allumer toute la carte » devrait également être reçue.
Le numéro de zone est constitué de caractères ASCII (0x30-0x39).

De l'idée à la mise en œuvre

Anticipant que fabriquer son propre boîtier pour la télécommande pourrait être un problème assez difficile, il a été décidé de prendre une télécommande prête à l'emploi à partir d'un périphérique série. Le système de contrôle-commande IR du format RC5 a été choisi comme base du système de contrôle IR. Actuellement, la télécommande infrarouge (RC) est largement utilisée pour contrôler divers équipements. Les téléviseurs ont peut-être été le premier type d’équipement domestique à utiliser la télécommande infrarouge. De nos jours, la télécommande est disponible dans la plupart des types d’équipements audio et vidéo domestiques. Même les centres musicaux portables sont récemment de plus en plus équipés d'un système de télécommande. Mais appareils électroménagers Ce n'est pas le seul domaine d'application de la télécommande. Les appareils avec télécommande sont assez répandus tant en production qu'en laboratoires scientifiques. Il existe de nombreux systèmes de télécommande IR incompatibles dans le monde. Le système le plus utilisé est le RC-5. Ce système est utilisé dans de nombreux téléviseurs, notamment domestiques. Actuellement, différentes usines produisent plusieurs modifications des télécommandes RC-5, et certains modèles ont un design assez décent. Cela vous permet d'obtenir au moindre coût appareil fait maison avec télécommande IR. Sans expliquer en détail pourquoi ce système particulier a été choisi, considérons la théorie de la construction d'un système basé sur le format RC5.

Théorie

Pour comprendre le fonctionnement du système de contrôle, vous devez comprendre quel est le signal à la sortie de la télécommande IR.

Le système de télécommande infrarouge RC-5 a été développé par Philips pour les besoins de contrôle des appareils électroménagers. Lorsque nous appuyons sur le bouton de la télécommande, la puce émettrice est activée et génère une séquence d'impulsions qui ont une fréquence de remplissage de 36 KHz. Les LED convertissent ces signaux en rayonnement infrarouge. Le signal émis est reçu par une photodiode, qui convertit à nouveau le rayonnement IR en impulsions électriques. Ces impulsions sont amplifiées et démodulées par la puce réceptrice. Ils sont ensuite transmis au décodeur. Le décodage s'effectue généralement par logiciel à l'aide d'un microcontrôleur. Nous en parlerons en détail dans la section sur le décodage. Le code RC5 prend en charge 2048 commandes. Ces équipes constituent 32 groupes (systèmes) de 64 équipes chacun. Chaque système est utilisé pour contrôler un appareil spécifique tel qu'un téléviseur, un magnétoscope, etc.

À l’aube du développement des systèmes de contrôle IR, la génération de signaux s’effectuait au niveau matériel. À cette fin, des circuits intégrés spécialisés ont été développés et, désormais, de plus en plus de télécommandes sont réalisées sur la base d'un microcontrôleur.

L'une des puces émettrices les plus courantes est la puce SAA3010. Examinons brièvement ses caractéristiques.

• Tension d'alimentation - 2 .. 7 V
• Consommation de courant en mode veille - pas plus de 10 µA
• Courant de sortie maximum - ±10 mA
• Maximum fréquence d'horloge- 450 kHz

Schéma fonctionnel La puce SAA3010 est illustrée à la figure 1.

Figure 1. Schéma fonctionnel du CI SAA3010.

La description des broches de la puce SAA3010 est donnée dans le tableau :

La puce émettrice constitue la base de la télécommande. En pratique, une même télécommande peut être utilisée pour contrôler plusieurs appareils. La puce émettrice peut adresser 32 systèmes dans deux modes différents : mode système combiné et système unique. En mode combiné, le système est sélectionné en premier, puis la commande. Le numéro du système sélectionné (code d'adresse) est stocké dans un registre spécial et une commande relative à ce système est transmise. Ainsi, pour transmettre une commande quelconque, des appuis successifs sur deux boutons sont nécessaires. Ceci n'est pas tout à fait pratique et n'est justifié que lorsque l'on travaille simultanément avec un grand nombre de systèmes. En pratique, l'émetteur est le plus souvent utilisé en mode système unique. Dans ce cas, au lieu de la matrice de boutons de sélection du système, un cavalier est monté qui détermine le numéro du système. Dans ce mode, la transmission de n'importe quelle commande nécessite d'appuyer sur un seul bouton. En utilisant le commutateur, vous pouvez travailler avec plusieurs systèmes. Et dans ce cas, une seule pression sur un bouton suffit pour transmettre la commande. La commande transmise sera liée au système actuellement sélectionné à l'aide du commutateur.

Pour activer le mode combiné, la broche de l'émetteur SSM (Single System Mode) doit être appliquée au niveau bas. Dans ce mode, le circuit intégré de l'émetteur fonctionne comme suit : Au repos, les lignes X et Z de l'émetteur sont pilotées à l'état haut par des transistors internes de rappel à canal P. Lorsqu'un bouton de la matrice X-DR ou Z-DR est enfoncé, le cycle anti-rebond du clavier est lancé. Si le bouton est fermé pendant 18 cycles d'horloge, le signal « activation de l'oscillateur » est fixe. À la fin du cycle anti-rebond, les sorties DR sont désactivées et deux cycles de balayage sont démarrés, activant tour à tour chaque sortie DR. Le premier cycle de balayage détecte l'adresse Z, le deuxième cycle détecte l'adresse X. Lorsque l'entrée Z (matrice système) ou l'entrée X (matrice de commande) est détectée à l'état zéro, l'adresse est verrouillée. Lorsque vous appuyez sur un bouton dans la matrice système, la dernière commande est transmise (c'est-à-dire que tous les bits de commande sont égaux à un) dans le système sélectionné. Cette commande est transmise jusqu'à ce que le bouton de sélection du système soit relâché. Lorsqu'un bouton est enfoncé dans la matrice de commande, la commande est transmise avec l'adresse système stockée dans le registre à verrouillage. Si le bouton est relâché avant le début de la transmission, une réinitialisation se produit. Si le transfert a commencé, quel que soit l'état du bouton, il sera complètement terminé. Si plusieurs boutons Z ou X sont enfoncés en même temps, le générateur ne démarrera pas.

Pour activer le mode système unique, la broche SSM doit être haut niveau, et l'adresse du système doit être définie avec le cavalier ou le commutateur approprié. Dans ce mode, les lignes X de l'émetteur sont dans un état haut pendant le repos. Dans le même temps, les lignes Z sont désactivées pour éviter la consommation de courant. Au cours du premier des deux cycles de scrutation, l'adresse du système est déterminée et stockée dans un registre à verrouillage. Au deuxième cycle, le numéro de commande est déterminé. Cette commande est envoyée avec l'adresse système stockée dans le registre à verrouillage. S'il n'y a pas de cavalier Z-DR, aucun code n'est transmis.

Si le bouton est relâché entre les transmissions de code, une réinitialisation se produit. Si le bouton est relâché pendant la procédure anti-rebond ou pendant le balayage du capteur, mais avant qu'une pression sur le bouton ne soit détectée, une réinitialisation se produit également. Les sorties DR0 à DR7 ont un drain ouvert et les transistors sont ouverts au repos.

Le code RC-5 possède un bit de contrôle supplémentaire qui est inversé à chaque relâchement du bouton. Ce bit informe le décodeur si le bouton est maintenu enfoncé ou si un nouvel appui a eu lieu. Le bit de contrôle n'est inversé qu'après une transmission complètement terminée. Des cycles de numérisation sont effectués avant chaque envoi, donc même si vous changez le bouton enfoncé par un autre lors de l'envoi d'un colis, le numéro du système et les commandes seront toujours transmis correctement.

La broche OSC est une entrée/sortie d'oscillateur à 1 broche et est conçue pour connecter un résonateur en céramique à une fréquence de 432 KHz. Il est recommandé de connecter une résistance d'une résistance de 6,8 Kom en série avec le résonateur.

Les entrées de test TP1 et TP2 doivent être connectées à la terre pendant le fonctionnement normal. Lorsque le niveau logique sur TP1 est haut, la fréquence de balayage augmente, et lorsque le niveau logique sur TP2 est haut, la fréquence du registre à décalage augmente.

Au repos, les sorties DATA et MDATA sont à l'état Z. La séquence d'impulsions générée par l'émetteur à la sortie MDATA a une fréquence de remplissage de 36 kHz (1/12 de la fréquence du générateur d'horloge) avec un rapport cyclique de 25 %. La même séquence est générée à la sortie DATA, mais sans remplissage. Cette sortie est utilisée lorsque la puce émettrice agit comme un contrôleur pour le clavier intégré. Le signal en sortie DATA est totalement identique au signal en sortie du microcircuit récepteur de télécommande (mais contrairement au récepteur, il n'a pas d'inversion). Ces deux signaux peuvent être traités par le même décodeur. L'utilisation du SAA3010 comme contrôleur de clavier intégré est très pratique dans certains cas, car le microcontrôleur n'utilise qu'une seule entrée d'interruption pour interroger une matrice comprenant jusqu'à 64 boutons. De plus, le microcircuit émetteur permet une tension d'alimentation de +5 V.

L'émetteur génère un mot de données de 14 bits dont le format est le suivant :

Figure 2. Format des mots de données du code RC-5.

Les bits de départ servent à définir l'AGC dans le circuit intégré du récepteur. Le bit de contrôle est le signe d'une nouvelle presse. La durée de l'horloge est de 1,778 ms. Tant que le bouton reste enfoncé, un mot de données est transmis à intervalles de 64 cycles d'horloge, soit 113,778 ms (Fig.2).

Les deux premières impulsions sont les impulsions de démarrage et toutes deux sont à "1" logique. Notez que la moitié du bit (vide) passe avant que le récepteur ne détermine le début réel du message.
Le protocole RC5 étendu n'utilise qu'un seul bit de démarrage. Le bit S2 est transformé et ajouté au 6ème bit de commande, formant un total de 7 bits de commande.

Le troisième bit est le bit de contrôle. Ce bit est inversé chaque fois qu'une touche est enfoncée. De cette façon, le récepteur peut distinguer entre une touche qui reste enfoncée ou une touche qui est enfoncée périodiquement.
Les 5 bits suivants représentent l'adresse du périphérique IR, qui est envoyée avec le premier LSB. L'adresse est suivie de 6 bits de commande.
Le message contient 14 bits et, avec la pause, a une durée totale de 25,2 ms. Parfois, le message peut être plus court car la première moitié du bit de départ S1 reste vide. Et si le dernier bit de la commande est un "0" logique, alors la dernière partie du bit du message est également vide.
Si la touche reste enfoncée, le message se répétera toutes les 114 ms. Le bit de contrôle restera le même dans tous les messages. Il s'agit d'un signal permettant au logiciel du récepteur d'interpréter cela comme une fonction de répétition automatique.

Pour garantir une bonne immunité au bruit, un codage biphasé est utilisé (Fig. 3).

Figure 3. Codage « 0 » et « 1 » dans le code RC-5.

Lorsque vous utilisez le code RC-5, vous devrez peut-être calculer la consommation de courant moyenne. C'est assez simple à faire si vous utilisez la figure. 4, qui montre la structure détaillée de la parcelle.

Figure 4. Structure détaillée du package RC-5.

Pour garantir que l'équipement répond également aux commandes RC-5, les codes sont distribués de manière très spécifique. Cette standardisation permet de concevoir des émetteurs permettant le contrôle divers appareils. Avec les mêmes codes de commande pour les mêmes fonctions dans différents appareils un émetteur avec un nombre relativement réduit de boutons peut contrôler simultanément, par exemple, un complexe audio, un téléviseur et un magnétoscope.

Les numéros de système pour certains types d’équipements ménagers sont indiqués ci-dessous :

0 - Télévision (TV)
2 - Télétexte
3 - Données vidéo
4 - Lecteur vidéo (VLP)
5 - Magnétoscope (magnétoscope)
8 - Tuner vidéo (Sat.TV)
9 - Caméra vidéo
16 - Préampli audio
17 - Accordeur
18 - Magnétophone
20 - Lecteur compact (CD)
21 - Platine vinyle (LP)
29 - Éclairage

Les numéros de système restants sont réservés pour une normalisation future ou une utilisation expérimentale. La correspondance de certains codes de commande et fonctions a également été standardisée.
Les codes de commande pour certaines fonctions sont indiqués ci-dessous :

0-9 - Valeurs numériques 0-9
12 - Mode veille
15 - Affichage
13 - muet
16 - tomes +
17 - tome -
30 - recherche avant
31 - recherche en arrière
45 - éjection
48 - pause
50 - rembobiner
51 - avance rapide
53 - lecture
54 - arrêter
55 - entrée

Afin de construire une télécommande IR complète basée sur la puce émettrice, vous avez également besoin d'un pilote de LED capable de fournir un courant d'impulsion important. Les LED modernes fonctionnent dans les télécommandes avec des courants d'impulsion d'environ 1 A. Il est très pratique de construire un pilote de LED sur un transistor MOS à seuil bas (niveau logique), par exemple le KP505A. Un exemple de schéma de circuit de la télécommande est présenté sur la Fig. 5.

Figure 5. Diagramme schématique de la télécommande RC-5.

Le numéro du système est défini par un cavalier entre les broches Zi et DRj. Le numéro du système sera le suivant :

Le code de commande qui sera transmis lors de l'appui sur un bouton fermant la ligne Xi avec la ligne DRj est calculé comme suit :

Le récepteur à distance IR doit récupérer les données codées biphasées et doit répondre aux changements importants et rapides du niveau du signal, indépendamment des interférences. La largeur d'impulsion à la sortie du récepteur ne doit pas différer de la valeur nominale de plus de 10 %. Le récepteur doit être insensible à la lumière extérieure constante. Satisfaire à toutes ces exigences est assez difficile. Les implémentations plus anciennes d'un récepteur de télécommande IR, même celles utilisant des puces spécialisées, contenaient des dizaines de composants. Ces récepteurs utilisaient souvent des circuits résonants accordés à 36 kHz. Tout cela rendait la conception difficile à fabriquer et à configurer et nécessitait l'utilisation d'un bon blindage. Récemment, les récepteurs de télécommande IR intégrés à trois broches se sont répandus. Dans un seul boîtier, ils combinent une photodiode, un préamplificateur et un pilote. La sortie génère un signal TTL régulier sans remplissage à 36 KHz, adapté à un traitement ultérieur par le microcontrôleur. De tels récepteurs sont produits par de nombreuses sociétés, il s'agit du SFH-506 de Siemens, du TFMS5360 de Temic, de l'ILM5360 d'Integral Software et d'autres. Actuellement, il existe davantage de versions miniatures de ces microcircuits. Puisqu'en plus du RC-5, il existe d'autres normes qui diffèrent, notamment par la fréquence de remplissage, il existe des récepteurs intégrés pour différentes fréquences. Pour travailler avec le code RC-5, vous devez sélectionner des modèles conçus pour une fréquence de remplissage de 36 KHz.

En tant que récepteur de télécommande IR, vous pouvez également utiliser une photodiode avec un amplificateur shaper, qui peut être un microcircuit spécialisé KR1568HL2. Le schéma d'un tel récepteur est présenté à la figure 6.

Figure 6. Récepteur basé sur le microcircuit KR1568HL2.

Pour le système de contrôle de l'affichage des informations, j'ai choisi un récepteur de télécommande IR intégré. Une photodiode PIN hautement sensible est installée dans le microcircuit TSOP1736 en tant que récepteur de rayonnement optique, dont le signal est transmis à l'amplificateur d'entrée, qui convertit le courant de sortie de la photodiode en tension. Le signal converti est envoyé à un amplificateur avec AGC puis à un filtre passe-bande, qui sépare les signaux avec une fréquence de fonctionnement de 36 kHz du bruit et des interférences. Le signal sélectionné est transmis à un démodulateur composé d'un détecteur et d'un intégrateur. Dans les pauses entre les impulsions, le système AGC est calibré. Ceci est contrôlé par un circuit de commande. Grâce à cette conception, le microcircuit ne répond pas aux interférences continues même à fréquence de fonctionnement. Le niveau de sortie actif est faible. Le microcircuit ne nécessite l'installation d'aucun élément externe pour son fonctionnement. Tous ses composants, y compris le photodétecteur, sont protégés des interférences extérieures par un écran électrique interne et remplis de plastique spécial. Ce plastique est un filtre qui coupe les interférences optiques dans le domaine visible de la lumière. Grâce à toutes ces mesures, le microcircuit se caractérise par une très haute sensibilité et une faible probabilité de faux signaux. Néanmoins, les récepteurs intégrés sont très sensibles au bruit de l'alimentation, il est donc toujours recommandé d'utiliser des filtres, par exemple RC. Apparence du photodétecteur intégré et l'emplacement des broches sont indiqués sur la Fig. 7.

Figure 7. Récepteur intégré RC-5.

Décodage RC-5

La base de notre appareil étant le microcontrôleur PIC18F252, nous décoderons le code RC-5 par logiciel. Les algorithmes de réception de code RC5 proposés sur le réseau ne sont pour la plupart pas adaptés aux appareils temps réel, comme notre appareil. La plupart des algorithmes proposés utilisent des boucles logicielles pour générer des délais et des intervalles de mesure. Cela ne convient pas à notre cas. Il a été décidé d'utiliser des interruptions basées sur la baisse du signal à l'entrée INT du microcontrôleur PIC18F252, de mesurer les paramètres de synchronisation à l'aide de TMR0 du microcontrôleur PIC18F252, le même minuteur génère une interruption lorsque le temps d'attente pour l'impulsion suivante est expiré, c'est-à-dire lorsqu'il y avait une pause entre deux envois. Le signal démodulé de la sortie du microcircuit DA1 est fourni à l'entrée INT0 du microcontrôleur, dans laquelle il est déchiffré et la commande déchiffrée est émise vers les registres à décalage pour contrôler les clés. L'algorithme de décryptage est basé sur la mesure des intervalles de temps entre les interruptions du microcontrôleur PIC18F252. Si vous regardez attentivement la figure 8, vous remarquerez certaines fonctionnalités. Ainsi, si l'intervalle entre les interruptions du microcontrôleur PIC18F252 était égal à 2T, où T est la durée d'une seule impulsion RC5, alors le bit reçu peut être 0 ou 1. Tout dépend du bit qui le précédait. Ceci est très clairement visible dans le programme ci-dessous avec des commentaires détaillés. L'ensemble du projet est disponible pour téléchargement et utilisation à des fins personnelles. Lors de la réimpression, un lien est requis.

Un schéma intéressant et pédagogique pour un concepteur radio novice sur l'organisation de la transmission du son à distance dans la gamme de lumière infrarouge (IR). Un excellent kit de démarrage pour expérimenter et construire un téléphone optique de vos propres mains. Souhaitez-vous établir un canal de communication « fermé », par exemple avec votre ami qui habite en vue directe dans un immeuble de grande hauteur voisin ? Pour commencer à concevoir, ce schéma est fait pour vous ! Vous trouverez ci-dessous le processus d'assemblage de deux cartes de base : un émetteur audio IR et un récepteur audio IR. Le récepteur sonore dispose d'une sortie haut-parleur. Des schémas fonctionnels, des photos d'assemblage de blocs et des démonstrations vidéo des fonctionnalités sont présentés. Le prix d’achat d’un kit DIY Kit dans une boutique en ligne n’affectera en aucun cas votre budget.

Comment assembler un récepteur infrarouge et un émetteur de son de vos propres mains

Description:
L'ensemble met en œuvre les fonctions de modulation d'amplitude par des signaux électriques de la luminosité d'une LED infrarouge et de réception d'un rayonnement infrarouge modulé, sa conversion en signal électrique, amplification du signal pour assurer le fonctionnement de l'enceinte connectée. La portée de transmission du signal dans cette version dépend de la précision du pointage des diodes les unes vers les autres et peut atteindre plusieurs mètres sans utiliser d'optique supplémentaire.

1. Caractéristiques électriques tableaux de numérotation
Émetteur infrarouge
Tension de fonctionnement : 12 V
Taille du PCB: 19*25mm

Récepteur infrarouge
Tension de fonctionnement : 4 ~ 12 V
Puissance du haut-parleur connecté : 0,5 W-10 W
Taille du PCB: 17*39mm

2. Principe de fonctionnement
Émetteur IR : le signal audio via une prise jack 3,5 mm et un condensateur électrolytique C3 est fourni au transistor Q1 de type S8050, le transistor module le signal électrique, ce qui conduit également à la modulation du rayonnement IR émis par la LED D2.
Récepteur IR : la LED IR reçoit le rayonnement, le convertit en signal électrique, le signal via le condensateur C1 va à l'entrée de l'ULF assemblé sur la puce LM386, le signal de la puce est envoyé au haut-parleur.

3. Liste des composants

Récepteur IR

Émetteur IR

Assemblage d'un récepteur IR et d'un émetteur IR

La conception des circuits est simple ; tout ingénieur électronicien novice peut gérer l'assemblage. Lors de l'assemblage, vous devez être prudent et prudent.

• il est nécessaire de vérifier le contenu des colis et leur conformité au cahier des charges ;
  
  
• déterminer les valeurs des résistances à l'aide d'un testeur ou d'un code couleur ;
• commencez à installer les pièces et à les souder sur la carte, lors du montage vous devez respecter la polarité de l'installation ; le transistor et le bloc de puces sont installés à l'aide d'une clé sur la carte, voir photos et vidéos ;
  
  
  
  
  
  

  Bonne chance pour votre assemblage et votre communication longue distance dans la gamme IR

La conception est ce qu'on appelle une barrière infrarouge et peut être utilisée pour protéger le périmètre, les fenêtres, les balcons et autres ouvertures mal protégées. L'auteur a utilisé une conception similaire pour protéger une loggia et s'est dit satisfait de la stabilité de fonctionnement et de l'absence de fausses alarmes. Selon lui, l'appareil a fonctionné de manière fiable à des températures allant de -25 à +30 °C.

Structurellement, le système de sécurité se compose de deux blocs - un émetteur IR et un récepteur, qui doivent être situés sur les côtés de l'ouverture, tandis que la largeur de l'ouverture elle-même peut atteindre 9 m, à condition qu'il n'y ait pas de violation du périmètre. , le rayonnement modulé de la LED IR de l'émetteur passe librement au récepteur et ne signale aucune inquiétude non plus. Dès que le faisceau invisible est traversé par un intrus, une alarme retentit.

L'émetteur est un multivibrateur asymétrique assemblé à l'aide des transistors VT1 et VT2. La fréquence et le rapport cyclique des impulsions dépendent des valeurs nominales de la chaîne R1C1 et, avec les valeurs indiquées dans le schéma, sont approximativement égales à 10 kHz. La résistance R2 limite le courant de la LED infrarouge HL1.

Le récepteur est assemblé sur la minuterie KR1006VI1 (analogue étranger 555), le rôle de récepteur IR est assuré par le phototransistor VT3, qui a un gain de courant assez important. Pour l'utiliser dans le design, il devra être légèrement modifié - soigneusement classé dans un fichier partie supérieure boîtier afin que la lumière tombe sur le cristal. En principe, une bonne alternative au phototransistor peut être la photodiode FD-24K, mais son coût est beaucoup plus élevé.

La sensibilité de l'entrée de démarrage Z de la minuterie dépend de la valeur de la résistance R3, qui correspond à la charge du phototransistor VT3 - plus la valeur est élevée, plus la sensibilité du récepteur est élevée. La minuterie DA1 elle-même est connectée selon le schéma classique d'un détecteur d'impulsions manquées. Pendant que les impulsions du photocapteur passent à l'entrée de 2 microcircuits, la minuterie redémarre constamment sans terminer le cycle de fonctionnement. Sa sortie Out est constamment élevée. Le transistor VT4 est ouvert, SCR VS1 est fermé, le relais K1 est hors tension.

Dès que le faisceau IR est bloqué par l'intrus, les impulsions à l'entrée de réinitialisation disparaîtront, le cycle de comptage se terminera normalement et un niveau logique bas sera réglé sur la broche 3 du temporisateur. Le transistor VT4 se fermera, le thyristor VS1 s'ouvrira et activera le relais K1 qui, avec ses contacts normalement ouverts, activera une alarme ou tout autre actionneur. Il convient de noter que la chaîne R4R5C3 est sélectionnée de telle manière que pour terminer le cycle de travail de la minuterie, il suffit de manquer plusieurs impulsions de l'émetteur - l'alarme se déclenche lorsqu'une balle de tennis vole entre l'émetteur et le récepteur . Pour réduire la sensibilité, il suffit d'augmenter la valeur de la résistance R6 ou du condensateur C3. Une fois la transmission du faisceau IR rétablie, le circuit reviendra à état initialà l'exception du SCR, qui restera ouvert et ne supprimera l'alarme que lorsque son circuit d'alimentation sera brièvement interrompu par l'interrupteur SA1.

À propos des détails. L'émetteur peut utiliser les transistors KT315A - B, KT375A-B, KT3102B-E (VT1). À la place du VT2, le KT3107A ou KT361A - G fonctionnera. Le condensateur C2 est un oxyde de type K50-20. Le circuit émetteur ne nécessite pratiquement aucun réglage. Dans le récepteur, vous pouvez utiliser les transistors KT312B - V, KT315A - B ou tout autre transistor de faible puissance structures npn(VT4). Le relais RES15 avec passeport RS4.591.004 ou RES10 avec passeport RS4.524.302 est utilisé comme K1. SCR - KU101 ou KU201 avec n'importe quel index de lettres. Dans le second cas, vous devrez peut-être sélectionner la valeur de la résistance R7.

Condensateurs à oxyde - K50-20 pour une tension de fonctionnement d'au moins 25 V, le reste - KM5, KM6-B. Résistances – MLT-0,25. Toute source stabilisée avec une tension de 9 à 15 V convient comme source d'alimentation du système. La consommation de courant en mode sécurité (récepteur + émetteur) est de 25 à 30 mA.

Lorsque vous l'allumez pour la première fois, en raison d'un condensateur C3 déchargé, la minuterie fonctionnera immédiatement et une alarme retentira ; pour l'éteindre, il suffit d'éteindre brièvement l'interrupteur SA1.

A.P. Kashkarov « Capteurs photo et thermiques dans les circuits électroniques », 2004.

La photo montre tous les éléments dont nous avons besoin pour assembler le circuit

Schéma schématique d'un récepteur de contrôle IR sur un seul transistor :

Commençons par fabriquer un photodétecteur. Son diagramme est tiré d'un ouvrage de référence. Nous dessinons d’abord le tableau avec un marqueur permanent. Mais vous pouvez le faire même en suspendant l'installation, mais il est conseillé de le faire sur PCB. Mon tableau ressemble à ceci :

Eh bien, maintenant, bien sûr, commençons à souder les éléments. Souder le transistor :

Soudez une résistance de 1 kOhm (Kilohm) et une résistance de construction.

Et enfin, nous soudons le dernier élément - c'est une résistance de 300 à 500 Ohms, je l'ai réglée sur 300 Ohms. Je l'ai placé sur la face arrière du circuit imprimé, car il ne m'a pas permis de le placer sur la face avant, à cause de ses pattes de mutation =)

Nous nettoyons le tout avec une brosse à dents et de l'alcool afin d'éliminer la colophane restante. Si tout est assemblé sans erreur et que la photodiode fonctionne correctement, elle fonctionnera immédiatement. Une vidéo de cette conception en action peut être vue ci-dessous :

Dans la vidéo, la distance est petite, puisqu'il fallait regarder à la fois la caméra et la télécommande. Je n'ai donc pas pu focaliser les directions de la télécommande. Si on met une photorésistance à la place d'une photodiode, elle réagira à la lumière, j'ai personnellement vérifié que la sensibilité est encore meilleure qu'en schémas originaux photorésistance. J'ai fourni 12 V au circuit, cela fonctionne bien - la LED s'allume vivement, la luminosité et la sensibilité de la photorésistance sont ajustées. Actuellement, en utilisant ce circuit, je sélectionne des éléments pour pouvoir alimenter le récepteur IR à partir de 220 volts, et la sortie vers l'ampoule est également de 220 V. Un merci spécial pour le schéma fourni : leshunteronghosts . Matériel fourni par :