Опис
Описувана тут система інфрачервоного управління володіє підвищеною завадостійкістю, що досягнуто багаторазової передачею команд. При цьому дешифратор видає сигнал про прийняття відповідної команди лише в тому випадку, коли принаймні в двох з трьох поспіль прийнятих команд міститься одна і та ж інформація.
Передавач
Для передачі команд використовується числоимпульсный код. Шифратор передавача побудований на двох цифрових КМОП-мікросхем серії 561 (рис.1, DD1, DD2). На елементах DD1.1 і DD1.2 зібраний генератор прямокутних імпульсів, що працює на частоті близько 200 Гц. У зв'язку з тим, що поріг перемикання КМОН-елементів не відповідає точно половині напруги живлення, для симетрування імпульсів в традиційну схему генератора додані елементи R2 і VD1 .
Імпульси генератора подаються на лічильник з дешифраторам (мікросхема DD2), нормально має коефіцієнт перерахунку 10. У ті моменти, коли лічильник знаходиться в стані 0 або 1, на висновках 0 або 1 (виводи 3 і 2 відповідно) присутня логічна 1, яка забороняє проходження імпульсів генератора через елемент DD1.3 на буферний елемент передавача. При інших станах лічильника імпульси позитивної полярності проходять на буферний елемент передавача. В результаті, якщо не натиснута жодна з кнопок SB1-SB7, на буферний елемент передавача приходять пачки з восьми імпульсів, розділені інтервалом, рівним 2.5 періоду імпульсів. Передачі таких пачок відповідає відсутність команд.
(натисніть для збільшення)
Розглянемо, як відбувається формування команд на прикладі команди, яка містить 5 імпульсів. Якщо натиснути кнопку SB5 , лічильник, як і раніше, забороняє проходження на модулятор перших двох імпульсів. Потім на буфер передавача проходять 5 імпульсів, після чого лічильник встановлюється в стан 7 і на його виході 7 (висновок 6 DD2) встановлюється логічна 1. Цей сигнал через замкнуті контакти кнопки SB5 надходять на вхід R лічильника DD2 і скидає його в 0. В результаті на виводі 10 елемента DD1.3 формуються пачки з п'яти імпульсів, розділені інтервалами такої ж тривалості, що й при відсутності передачі команди.
При натисканні на будь-яку іншу кнопку генеруються пачки відповідним номером кнопки числом імпульсів - від одного до восьми, розділені таким же інтервалом.
ІК передавач являє собою буферний елемент (DD3.1, DD3.2), генератор несучої частоти (25-30 кГц.)(DD3.3,DD3.4) і підсилювач (VT1). Генератор несучої частоти змодельовано по амплітуді пачками імпульсів надходять з шифратора. В колекторних ланцюг транзистора VT1 включений ІК випромінює світлодіод, він і посилає в простір точну копію сигналу шифратора.
Приймач
Приймач зібраний по класичній схемі прийнятої в російській промисловості (зокрема в телевізорах Рубін, Темп тощо). Імпульси ІНФРАЧЕРВОНОГО випромінювання потрапляють на ІЧ фотодіод VD1 , перетворюються в електричні сигнали і посилюються транзистори VT3, VT4, які включені за схемою з загальному емітером. На транзисторі VT2 зібраний емітерний повторювач, узгоджувальний опір динамічного навантаження фотодіода VD1 і транзистора VT1 з вхідним опором підсилювального каскаду на транзисторі VT3. Діоди VD2,VD3 оберігають імпульсний підсилювач на транзисторі VT4 від перевантажень. Всі вхідні підсилювальні каскади приймача охоплені глибоким зворотним зв'язком по струму. Це забезпечує постійне положення робочої точки транзисторів незалежно від рівня зовнішнього засвічення - свого роду автоматичне регулювання посилення. Особливо важливу при роботі приймача в приміщеннях з штучним освіженням або на вулиці при яскравому денному світлі, коли рівень сторонніх ІЧ-випромінювань дуже високий.
Далі сигнал проходить через активний фільтр з подвійним Т-подібним мостом, зібраний на транзисторі VT5, резистора R12-R14 і конденсаторах C7-C9. Він очищає сигнал кодової посилки від перешкод мережі змінного струму, які випромінюються електричними лампами. Лампи створюють модульований потік випромінювання з частотою 100 Гц. і не тільки видимої частини спектру, але і в ІЧ області. Відфільтрований сигнал кодової посилки формується на транзисторі VT6 . Несуча частота вже не потрібна і пригнічується за допомогою найпростішого RS - фільтра на R18, C14. У результаті виходить сигнал, повністю ідентичний тому, що знімався з виходу шифратора команд.
Пачки вхідних імпульсів негативної полярності надходять на формувач, зібраний на елементах R1, C1, DD1.1. Такий формувач має властивості інтегруючої ланцюга і тригера Шміта. На його виході імпульси мають круті фронти незалежно від крутизни фронтів на вході. Крім того, він пригнічує імпульсні перешкоди малої тривалості.
З виходу елемента DD1.1 імпульси надходять на детектор паузи. Він зібраний на елементах R20, C13, VD4, DD1.2. Так само, як і DD1.1, DD1.3, елемент "Виключаюче АБО" DD1.2 працює як підсилювач - повторювач сигналу, оскільки один з його входів з'єднаний із загальним проводом. Детектор паузи працює наступним обвозом. Перший негативний імпульс пачки, проходячи через діод VD4 на вхід елемента DD1.2, перемикає його в стан 0. У паузі між сусідніми імпульсами відбувається поступовий заряд конденсатора C13 струмом, поточному через резистор R20, напруга на вході DD1.2 при цьому, однак, не доходить до порога перемикання цього елемента. Кожний наступний імпульс через діод VD4 швидко розріджує конденсатор C2, тому під час дії пачки на виході DD1.2 буде логічний 0. У паузі між пачками напруга на вході 5 DD1.2 досягає порогу перемикання, цей елемент перемикається лавиноподібно за рахунок позитивного зворотного зв'язку через конденсатор C13 у стан 1. В результаті в паузі між пачками на виході 10 елемента DD1.2 формується позитивний імпульс (четверта діаграма рис.4), скидає лічильник на мікросхемі DD2 в 0. Імпульси з виходу формувача DD1.1 поступаю також на лічильний вихід CN лічильника DD2, в результаті чого після закінчення пачки лічильник встановлюється стану, відповідні числа імпульсів в пачці (а значить номером команди). В якості прикладу на рис. 4 показана робота лічильника при прийомі пачки з п'яти імпульсів. Фронтом імпульсу з детектора пауз дані з лічильника переписуються в рухають регістри DD3.1, DD3.2, DD4,1, в результат чого на їх виводах 1 відповідно з'являється логічна 1, 0, 1. Після закінчення другої пачки з п'яти імпульсів, імпульс з виходу детектора пауз зрушує раніше записану інформацію з розрядів 1 сдвигающих регістрів розряди 2, розряди 1 записує результат підрахунку числа імпульсів чергової пачки і т. д. В результаті при безперервному прийомі пачок з п'яти імпульсів на всіх висновках сдвигающих регістрів DD3.1, DD3.2, DD4.1 будуть логічна 1, 0, 1 відповідно. Ці сигнали надходять на входи мажорних клапанів мікросхеми DD5, на їх висновках з'являються сигнали, що відповідають вхідним, він надходять на входи дешифратора DD6. На виході 5 дешифратора з'являється логічна 1, яка і є ознакою прийому даної команди з числом імпульсів дорівнює п'яти.
Так відбувається при прийомі команд без перешкод. Якщо ж рівень перешкод сильний, кількість імпульсів в пачці може відрізнятись від необхідного. У цьому випадку сигнали на виході зсувних регістрів будуть відрізняться від правильних. І мажорні клапани проігнорують неправильний сигнал. Таким обвозом, якщо в послідовності пачок імпульсів, що надходять на вхід дешифратора команд, в будь-яких трьох поспіль йдуть пачок дві мають правильне число імпульсів, на потрібному виході мікросхеми DD6 буде постійно підтримуватися логічна 1.
Якщо не натиснута жодна з кнопок передавача або передавач взагалі не включений чи ні сигналу прийому, на висновках 1-2-4 лічильника DD2 після закінчення пачки з восьми імпульсів буде логічний 0 і на всіх використовуваних висновках дешифратора DD6 також логічний 0. Далі сигнали з дешифратора, команди, що надходять на регулятор яскравості зібраний на елементах DD7-DD13, R21-R30, VD5, VS1, C14-16, VT7. Зокрема використовуються команди 1, 3, 5, 7 відповідно "вкл.", "викл.", "більше", "менше". Для одночасного управління з пульта дистанційного керування і з самого регулятора. Сигнали з дешифратора і з кнопок управління, встановлені логічні елементи 2АБО-НІ (DD12) і 4АБО-НЕ (DD8). Перші встановлені на плавне регулювання, другі на включення і виключення до яких підходять ще, обмежувачі сету лічильника DD10) і скидний вузол.
Вузол плавного регулювання включає в себе буферні інвертори DD12.1 DD12.2, генератор швидкості регулювання (DD9.1, DD9.2) ключі (DD9.3,DD9.4). Регулятор яскравості працює наступним обвозом, сигнали команди "більше", "менше" надходять на електронні ключі, в слідстві чого на їх висновках з'являються імпульси регулювання на виході елемента DD9.3 при команді "більш", а на виході елемента DD9.4 при команді "більше". Ці сигнали надходять на висновки +1 і -1 лічильника DD10, на цей лічильник надходять і сигнали "вкл.", "викл.", відповідно на вхід RE (паралельної записи, а входи паралельного запису з'єднані з " + " означає, що на них встановлена 15) і вхід R.
Буферні елементи DD12.3, DD12.4, DD12.5 служать для узгодження ланцюгів входів і виходів. Сигнали беруться з виходів 15 і 0 служать для зупинки обліковця при досягненні 15 і 0, тобто стану "вкл." і "викл.".
У регуляторі використаний імпульсний метод регулювання комутуючим елементом - теристором. Час фазового регулювання визначає число розрядів в лічильнику вузла управління і період мережевої напруги. Дані з лічильника DD10 надходять у вигляді цифрового коду на вхід паралельного запису лічильника DD11. Фазова інформація, необхідна для роботи, надходить від випрямляча живлення всієї схеми. Синусуйдальное напруга від понижуючого трансформатора T1 випрямляється двуполупериудным выпрямительным діодним мостом VDS2 і надходить на змінний резистор R27, і слідом на вхід буферного підсилювача DD1.3. При позитивній полуволне на вході логічного елемента DD1.3 буде високий рівень сигналу, при переході через нуль - низький, а при негативній - високий. В результаті на виході елемента будуть короткі негативні імпульси з частотою 100 Гц.
Синхроімпульси поступають одночасно на вхід дозвіл запису PE лічильника DD1.1, на один з виходів RS - тригера, зібраного на елементах DD13.3, DD13.4 , і на керуючий вхід генератора імпульсів (на один із входів елемента DD13.1 ). Коли на вхід РЕ лічильника DD2 приходить напруга низького рівня, то код, зафіксований раніше по паралельних входах D1-D4 лічильника, завантажує в нього незалежно від тактових сигналів на входах, тобто операція паралельної завантаження асинхронна.
У вихідному положенні на виході 15 лічильника високий рівень. Якщо рахунок досяг максимуму, то з приходом наступного негативного тактового перепаду на вхід +1 лічильника на його виході з'явиться рівень 0. Таким обозом, на вхід RS - тригера DD13.3, DD13.4 надходять імпульси низького рівня: синхроімпульсів з логічного елемента DD1.3 і вихідний імпульс лічильника DD11, зміщений по відношенню до синхроімпульсів на час, обумовлений цифровим кодом на паралельних входах D1-D4 лічильника. На виході RS - тригера з'являється сигнал високого рівня, який надходить на емітерний повторювач, він і керує теристором. Харчування всієї схеми здійснюється за допомогою стабилезаторной мікросхеми DA1.
Налаштовують схему так: стачало встановлюють поріг спрацьовування елемента DD1.3, так щоб на його виході вийшли короткі імпульси негативної полярності. Далі налаштовують задаючий генератор, його частота розраховується за формулою: fГ=2*FC*(2n-1), Гц, де FC - частота живильної мережі, Гц; n - число розрядів лічильника.
Література:
Автор: Русин Олександр Сергійович, р. Москва; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru