Управление на 16 команд по радиоканалу

Радиокот :: простейшее радиоуправление. специально для начинающих

Простейшее радиоуправление. Специально для начинающих.

Решил сделать схемы которые делал в детстве и они у меня не получились и  описать свои ошибки. Тогда я никак не мог понять почему я передатчиком посылаю одни команды, а приемником если и принимаю, со совсем что то непохожее.

https://www.youtube.com/watch?v=SMd5fqSYPxY

Сейчас я конечно знаю почему у меня так получалось, но в виду излишка свободного времени решил все это сделать в железе как тогда в детстве. Ностальгия наверное.

  Для начала взял самые простейшие схемы, Тем более форум просто забит вопросами «Как сделать радиоуправление на одну команду».

 Когда начинал писать, то думал, что постепенно дойду и до сложных постепенно усложняя приемную и передающую часть., т.к. в каждом конкретном случае возникают проблемы совершенно разные. К примеру вместо сверхрегенератора  применить для радиоуправления простую и дешевую микросхему TDA7000 или TDA7021.

Подход в этом случае будет немного другой, т.к. там будут действовать другие дестабилизирующие факторы.  Конечно для профессионалов эта идея покажется смешной, но для начинающих в качестве первой конструкции по моему самое то и поняв общие принципы можно уже с понятием делать на специализированных микросхемах.

На TDA7000(70221) по моему и схема и настройка будет еще проще. В ней, при её простоте заложено довольно  много возможностей для целей радиоуправления.

К сожалению статья моя раздулась до безобразия, а я успел только про примитивные сверхрегенераторы на 27 мгц написать, поэтому я ими и закончил

Понятно подходы выделения полезного сигнала при радиоуправлении различны для разных приемных и передающих систем. У каждой системы есть свои особенности.

Даже если взять тот же сверхрегенератор, но частоту взять раз в десять больше, то одно проблемы отпадут, но появятся новые.

К сожалению в этой статье до этого не дошел, хотя сам передатчик и приемник сверхрегенератор на частоту 225 мгц сделал.

На этих частотах обработка сигнала и его выделение проще, но труднее сама аппаратура, но при этом открываются большие возможности в конструировании малогабаритной аппаратуры радиоуправления на большие расстояния..

Вот даже моя примитивная система на 225 мгц работает в пределах квартиры без всяких антенн. Частоту взял именно эту просто из за того, что вытащил кварц на 25 мгц из старой сетевой карточки и сделал на его основе передатчик. Справа там просто мультивибратор на логике, что бы сигнал передатчика промодулировать.

А это приемник сверхрегенератор на частоту 225 мгц.

Монтаж на пятачках. Считаю, что для макетов идеальный способ. Расположение пятачком делается в процессе монтажа и заранее неизвестно. Прочитать об этом способе можно в книге  С.Г. Жутяев «Любительская УКВ радиостанция»

10 командное (канальное) радиоуправление на mrf49xa

06.01.2023 PIC16F628A и микросхема MRF49XA — трансивер.

• В Интернете уже давно томиться и обрастает положительными отзывами замечательная разработка. Она получила название в честь своего создателя (10 командное радиоуправление на mrf49xa от blaze) и находится по адресу — Первоисточник
• Ниже приведем статью:
• Схема передатчика:

MRF49XA.

1. Схема приемника:

Немного о микросхемах:

MRF49XA — малогабаритный трансивер, имеющий возможность работать в трех частотных диапазонах.1. Низкочастотный диапазон : 430,24 — 439,75 Mгц (шаг 2,5 кГц).2. Высокочастотный диапазон А : 860,48 — 879,51 МГц (шаг 5 кГц).3. Высокочастотный диапазон Б : 900,72 — 929,27 МГц (шаг 7,5 кГц).

Границы диапазонов указаны при условии применения опорного кварца частотой 10 МГц , предусмотренного производителем. С опорными кварцами 11МГц устройства нормально работали на частоте 481 МГц.

Детальные исследования на тему максимальной «затяжки» частоты относительно заявленной производителем не проводились.

Предположительно она может быть не так широка, как в микросхеме ТХС101, поскольку в даташите MRF49XA упоминается об уменьшенном фазовом шуме , одним из способов достижения которого является сужение диапазона перестройки ГУН.

Устройства имеют следующие технические характеристики:Передатчик.Мощность — 10 мВт.Напряжение питания — 2,2 — 3,8 В ( согласно даташиту на мс, на практике нормально работает до 5 вольт ).

Ток , потребляемый в режиме передачи — 25 мА.Ток покоя — 25 мкА.Скорость данных — 1кбит / сек.Всегда передается целое количество пакетов данных.Модуляция FSK.Помехоустойчивое кодирование, передача контрольной суммы.

Приемник .Чувствительность — 0,7 мкВ.Напряжение питания — 2,2 — 3,8 В ( согласно даташиту на мс, на практике нормально работает до 5 вольт ).Постоянный потребляемый ток — 12 мА.Скорость данных до 2 кбит/сек. Ограничена программно.Модуляция FSK.Помехоустойчивое кодирование, подсчет контрольной суммы при приеме.

Алгоритм работы.

Возможность нажатия в любой комбинации любого количества кнопок передатчика одновременно. Приемник при этом отобразит светодиодами нажатые кнопки в реальном режиме. Говоря проще, пока нажата кнопка (или комбинация кнопок) на передающей части, на приемной части горит, соответствующий светодиод (или комбинация светодиодов).Кнопка ( или комбинация кнопок) отпускается — соответствующие светодиоды сразу же гаснут.

Тест режим .

И приемник и передатчик по факту подачи на них питания входят на 3 сек в тест режим. И приемник и передатчик включаются в режим передачи несущей частоты, запрограммированной в EEPROM, на 1 сек 2 раза с паузой 1 сек (во время паузы передача выключается).

Это удобно при программировании устройств. Далее оба устройства готовы к работе.[tip]Программирование контроллеров.EEPROM контроллера передатчика.Все настройки EEPROM, упомянутые ниже, запишутся автоматически на свои места по факту подачи на контроллер питания после его прошивки.

В каждой из ячеек данные можно менять на свое усмотрение . Если в любую используемую для данных ячейку (кроме идентификатора) вписать FF, за следующим включением питания эта ячейка немедленно будет переписана данными по умолчанию .

[/tip]
Верхняя строка EEPROM после прошивки и подачи питания на контроллер передатчика будет выглядеть так…
80 1F — (подиапазон 4хх МГц) — Config RG
AC 80 — (точное значение частоты 438 MГц) — Freg Setting RG
98 F0 — (максимальная мощность передатчика, девиация 240 кГц) — Tx Config RG
C4 00 — (АПЧ выключено) — AFG RG

82 39 — (передатчик включен) — Pow Management RG .

Первая ячейка памяти второй строки (адрес 10 h) — идентификатор. По умолчанию здесь FF. Идентификатор может быть любой в пределах байта (0 … FF). Это индивидуальный номер (код) пульта. По этому же адресу в памяти контроллера приемника находится его идентификатор. Они обязательно должны совпадать. Это дает возможность создавать разные пары приемник/передатчик .

[tip]

EEPROM контроллера приемника.Все настройки EEPROM, упомянутые ниже, запишутся автоматически на свои места по факту подачи на контроллер питания после его прошивки.

В каждой из ячеек данные можно менять на свое усмотрение. Если в любую используемую для данных ячейку (кроме идентификатора) вписать FF, за следующим включением питания эта ячейка немедленно будет переписана данными по умолчанию .

[/tip]

• Верхняя строка EEPROM после прошивки и подачи питания на контроллер приемника будет выглядеть так…

80 1F — (подиапазон 4хх МГц) — Config RG

1. AC 80 — (точное значение частоты 438 MГц) — Freg Setting RG
   91 20 — (полоса приемника 400 кГц , чувствительность максимальная) — Rx Config RG
   C6 94 — (скорость данных — не быстрее 2 кбит/сек) — Data Rate RG
   C4 00 — (АПЧ выключено) — AFG RG
2. 
   82 D9 — (приемник включен) — Pow Management RG .

Первая ячейка памяти второй строки (адрес 10 h ) — идентификатор приемника.Для корректного изменения содержимого регистров как приемника так и передатчика воспользуйтесь программой RFICDA, выбрав микросхему TRC102 ( это клон MRF49XA).Примечания.Обратная сторона плат — сплошная масса (залуженная фольга).Дальность уверенной работы в условиях прямой видимости — 200 м.

Количество витков катушек приемника и передатчика — 6 . Если воспользоваться опорным кварцем 11 МГц вместо 10 МГц, частота «уйдет» выше около 40 МГц . Максимальная мощность и чувствительность в этом случае будут при 5 витках контуров приемника и передатчика.

• Моя реализация
• На момент реализации устройства под рукой оказался замечательный фотоаппарат, поэтому процесс изготовления платы и монтажа деталей на плату оказался как ни когда увлекательным. И вот к чему это привело:
• Первым дело нужно изготовить печатную плату. Для этого я постарался как можно подробней остановиться на процессе ее изготовления

1. Следующий этап — очистка поверхности, для этого стоит подобрать необходимый инвентарь, а именно:
2. 1. Ацетон;
3. 2. Наждачная бумага (нулёвка);
4. 3. Ластик (стерка)

4. Средства для очистки канифоли, флюса, окислов.

Дальность работы.

Чтобы приёмный модуль надёжно принимал сигналы от пульта–передатчика, к контакту ANT на плате нужно припаять антенну. Желательно, чтобы длина антенны была равна четверть длины волны передатчика (то бишь λ/4). Так как передатчик брелока работает на частоте в 315 МГц, то по формуле длина антенны составит ~24 см. Вот расчёт.

Гдеf – частота (в Гц), следовательно 315 000 000 Гц (315 Мегагерц);

Скорость света С – 300 000 000 метров в секунду (м/c);

λ – длина волны в метрах (м).

Те, кто не знает, как переводить приставки Мега- и Кило- в нули, прочтите статью о сокращённой записи численных величин.

Чтобы узнать, на какой частоте работает пульт–передатчик, вскрываем его и ищем на печатной плате фильтр на ПАВ (Поверхностно–акустических волнах). На нём обычно указана частота. В моём случае это 315 МГц.

При необходимости антенну можно и не припаивать, но дальность действия устройства сократится.

В качестве антенны можно применить телескопическую антенну от какого–нибудь неисправного радиоприёмника, магнитолы. Будет очень даже круто

Дальность, при которой приёмник устойчиво принимает сигнал от брелока небольшое. Опытным путём я определил расстояние в 15 – 20 метров. С преградами это расстояние уменьшается, а вот при прямой видимости дальность будет в пределах 30 метров. Ожидать чего-то большего от такого простого устройства глупо, схемотехника его весьма проста.

Детали передатчика

В передатчике использованы транзисторы с коэффициентом передачи тока базы Ь2іэ не менее 60. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К10-7, КМ-6.

Согласующая антенная катушка L1 имеет 12 витков ПЭВ-1 0,4 и намотана на унифицированном каркасе от карманного приемника с подстроечным ферритовым сердечником марки 100НН диаметром 2,8 мм.

Катушка L2 бескаркасная и содержат 16 витков провода ПЭВ-1 0,8 намотанных на оправке 010 мм. В качестве кнопки управления можно использовать микропереключатель типа МП-7.

Детали передатчика монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Антенна передатчика представляет собой отрезок стальной упругой проволоки 01…2 мм и длиной около 60 см, которая подключается прямо к гнезду XI, расположенному на печатной плате.

Все детали передатчика должны быть заключены в алюминиевый корпус. На передней панели корпуса располагается кнопка управления. В месте прохождения антенны через стенку корпуса к гнезду XI должен быть установлен пластмассовый изолятор, чтобы предотвратить касание антенны корпуса.

Исполнительная цепь.

В качестве силового ключа используется биполярный транзистор VT1. Я использовал КТ817, но подойдёт КТ815. Он управляет электромагнитным реле K1 на 12V. К контактам электромагнитного реле K1.1 можно подключать любую нагрузку. Это может быть лампа накаливания, светодиодная лента, электродвигатель, электромагнит замка и др.

Цоколёвка транзистора КТ817, КТ815.

Следует учесть, что мощность подключаемой к контактам реле нагрузки должна быть не меньше той мощности, на которую рассчитаны контакты самого реле.

Диоды VD1–VD4 служат защитой транзисторов VT1–VT4 от напряжения самоиндукции. В момент отключения реле в его обмотке возникает напряжение, которое противоположено по знаку тому, которое поступало на обмотку реле от транзистора. В результате транзистор может выйти из строя.

Если хотите дополнить исполнительную цепь индикатором включения реле, то добавляем в схему светодиод и резистор на 1 кОм. Вот схема.

Теперь, когда на обмотку реле будет подано напряжение, включится светодиод HL1. Это будет указывать на то, что реле включено.

Вместо отдельных транзисторов в схеме можно использовать всего лишь одну микросхему с минимумом обвязки. Подойдёт микросхема ULN2003A. Отечественный аналог К1109КТ22.

Это микросхема содержит 7 транзисторов Дарлингтона. Удобно то, что выводы входов и выходов расположены друг против друга, что облегчает разводку платы, да и обычное макетирование на беспаечной макетной плате.

Работает довольно просто. Подаём на вход IN1 напряжение 5V, составной транзистор открывается, и вывод OUT1 подключается к минусу питания. Тем самым на нагрузку подаётся напряжение питания. Нагрузкой может быть электромагнитное реле, электромотор, цепь из светодиодов, электромагнит и пр.

В даташите производитель микросхемы ULN2003A хвастается, что ток нагрузки каждого выхода может достигать 500 мА (0,5А), что собственно, не мало. Тут многие из нас умножат 0,5А на 7 выходов и получат суммарный ток в 3,5 ампера. Да, здорово! НО. Если микросхема и сможет прокачать через себя такой существенный ток, то на ней можно будет жарить шашлык…

На самом деле, если задействовать все выходы и пустить в нагрузку ток, то выжать без вреда для микросхемы можно будет около ~80 – 100мА на канал. Опс. Да, чудес не бывает.

Вот схема подключения ULN2003A к выходам триггера К561ТМ2.

Есть ещё одна широко распространённая микросхема, которую можно использовать – это ULN2803A.

У неё уже 8 входов/выходов. Я её выдрал с платы убитого промышленного контроллера и решил поэкспериментировать.

Схема подключения ULN2803A. Для индикации включения реле можно дополнить схему цепью из светодиода HL1 и резистора R1.

Вот так это выглядит на макетке.

Кстати, микросхемы ULN2003, ULN2803 допускают объединение выходов для увеличения максимально-допустимого выходного тока. Это может потребоваться, если нагрузка потребляет более 500 мА. Соответствующие входы также объединяются.

Вместо электромагнитного реле в схеме можно применить твёрдотельное реле (SSR – Solid State Relay). В таком случае, схему можно существенно упростить. Например, если применить твёрдотельное реле CPC1035N, то отпадает необходимость в питании устройства от 12 вольт.

Вот так твёрдотельное реле CPC1035N подключается к триггеру на К561ТМ2.

Несмотря на свою миниатюрность, твёрдотельное реле CPC1035N может коммутировать переменное напряжение от 0 до 350 V, при токе нагрузки до 100 mA. Иногда этого достаточно, чтобы управлять маломощной нагрузкой.

Можно применить и отечественные твёрдотельные реле, я, например, экспериментировал с К293КП17Р.

Выдрал его с платы охранной сигнализации. В данной релюшке, кроме самого твёрдотельного реле, есть ещё и транзисторная оптопара. Её я не использовал – оставил выводы свободными. Вот схема подключения.

Возможности К293КП17Р весьма неплохие. Может коммутировать постоянное напряжение отрицательной и положительной полярности в пределах -230…230 V при токе нагрузки до 100 mA. А вот с переменным напряжением работать не может. То есть постоянное напряжение к выводам 8 – 9 можно подводить как угодно, не заботясь о полярности. Но вот переменное напряжение подводить не стоит.

Как и чем управлять

Нормальные люди берут приемник, втыкают в него сервомашинки, регулятор скорости, двигают рычажки на пульте и радуются жизни не задаваясь принципами работы и не углубляясь в подробности. В нашем случае такое не пройдет. Первой задачей стало узнать каким макаром управляются сервомашинки.

Все оказывается достаточно просто, у привода есть три провода: питания, — питания и сигнальный. На сигнальном проводе прямоугольные импульсы изменяемой скважности.

Чтобы понять что это такое смотрим картинку:Итак, если мы хотим установить привод в крайнее левое положение нужно слать импульсы длительностью 0,9мс с интервалом 20мс, если в крайнее правое — длительность 2,1мс, интервал тот же, ну со средними положениями аналогично. Как оказалось, регуляторы скорости управляются аналогично.

Как видно из вышеприведенной диаграммы, скважность (отношение длительности импульса к длительности периода) от 5% до 10% (в дальнейшем я за крайние положения принимаю импульсы длительностью 1,0мс и 2,0мс) для 256-значного ШИМ счетчика ATtiny13 это соответствует значениям от 25 до 50.

Но это при условии, что на заполнение счетчика уйдет 20мс, а на деле так не получится и для частоты 9,6МГц и предделителя 1024 нужно ограничить счетчик значением 187(ТОР), в таком случае у нас получится частота 50,134Гц.

В большинстве (если не во всех) сервомашинок нету точного генератора опорной частоты и поэтому частота управляющего сигнала может немного плавать. Если оставить ТОР счетчика 255, то частота управляющего сигнала будет 36,76Гц — на некоторых приводах оно будет работать (возможно с глюками), но далеко не на всех.

Итак, теперь у нас 187-значный счетчик, для него 5-10% соответствуют значениям от 10 до 20 — всего 10 значений, немного дискретно получится. Если думаете поиграть с тактовой частотой и предделителем ниже привожу сравнительную табличку для 8-битного ШИМа:

Но ведь у большинства микроконтроллеров есть 16-битный (и больше) таймер для генерации ШИМ. Здесь проблема с дискретностью сразу пропадет еще и частоту можно точно выставить. Долго расписывать не буду, сразу даю табличку:

Я не думаю, что для китайской сервомашинки есть существенная разница в 600 и 1200 значений, поэтому вопрос с точностью позиционирования можно считать закрытым.

Многоканальное управление

С одной сервомашинкой разобрались, но для самолета их нужно минимум три и еще регулятор скорости. Решение «в лоб» — взять микроконтроллер с четырьмя каналами 16-битного ШИМ, но такой контроллер будет стоять дорого и, скорее всего, займет много места на плате.

Второй вариант — запилить программный ШИМ, но занимать процессорное время — это тоже не вариант. Если снова посмотреть на диаграммы сигнала, то 80% времени он не несет никакой информации, поэтому рациональнее было бы ШИМом задавать только сам импульс 1-2мс.

Почему скважность изменяется в таких узких пределах, ведь проще было бы и формировать и считывать импульсы со скважностью хотя бы 10-90%? Зачем нужен тот неинформативный кусок сигнала занимающий 80% времени? Я заподозрил, что, возможно, эти 80% могут занимать импульсы для других исполнительных механизмов, а потом этот сигнал разделяется на несколько разных.

То есть, в периоде длительностью 20мс могут уместится 10 импульсов длительностью 1-2мс, затем этот сигнал каким-то демультиплексором разделяется на 10 различных с длительностью периода как раз 20мс. Сказано — сделано, нарисовал в PROTEUS такую схемку:

В роли демультиплексора — 74HC238, на его вход E подаются импульсы с выхода микроконтроллера. Эти импульсы — ШИМ с периодом 2мс (500Гц) и скважностью 50-100%. У каждого импульса своя скважность, обозначающая состояние каждого канала. Вот так выглядит сигнал на входе Е:

Для того, чтобы 74HC238 знал на какой выход подать текущий сигнал используем PORTC микроконтроллера и входы A, B, C демультиплексора. В результате на выходах получаем такие сигналы:Сигналы на выходе получаются правильной частоты (50Гц) и скважности (5-10%).

Интересно, что возможное количество значений ШИМа ровно в 1000 раз меньше частоты таймера.

Налаживание передатчика

При заведомо исправных деталях и правильном монтаже передатчик не требует особой наладки. Необходимо только убедиться в его работоспособности и, изменяя индуктивность катушки L1, добиться максимальной мощности передатчика.

Для проверки работы мультивибратора надо включить высокоомные наушники между коллектором VT2 и плюсом источника питания. При замыкании кнопки SB1 в наушниках должен прослушиваться звук низкого тона, соответствующий частоте мультивибратора.

Для проверки работоспособности генератора ВЧ необходимо собрать волномер по схеме рис. 2. Схема представляет собой простой детекторный приемник, в котором катушка L1 намотана проводом ПЭВ-1 1…1,2 и содержит 10 витков с отводом от 3 витка.

Рис. 2. Принципиальная схема волномера для настройки передатчика.

Катушка намотана с шагом 4 мм на пластмассовом каркасе 025 мм. В качестве индикатора используется вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением 10 кОм/В или микроамперметр на ток 50…100мкА.

Волномер собирают на небольшой пластине из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Включив передатчик, располагают от него волномер на расстоянии 50…60 см. При исправном генераторе ВЧ стрелка волномера отклоняется на некоторый угол от нулевой отметки.

Настраивая генератор ВЧ на частоту 27,12 МГц, сдвигая и раздвигая витки катушки L2, добиваются максимального отклонения стрелки вольтметра.

Максимальную мощность высокочастотных колебаний, излучаемых антенной, получают вращением сердечника катушки L1. Настройка передатчика считается оконченной, если вольтметр волномера на расстоянии 1…1,2 м от передатчика показывает напряжение не менее 0,05 В.

Настройка приемника

Настройку приемника начинают с сверхрегенеративного каскада. Подключают высокоомные наушники параллельно конденсатору С7 и включают питание. Появившийся в наушниках шум свидетельствует об исправной работе сверхрегенеративного детектора.

Изменением сопротивления резистора R1 добиваются максимального шума в наушниках. Каскад усиления напряжения на транзисторе VT2 и электронное реле особой наладки не требуют.

Подбором сопротивления резистора R7 добиваются чувствительности приемника порядка 20 мкВ. Окончательная настройка приемника производится совместно с передатчиком.

Если в приемнике параллельно обмотке реле К1 подключить наушники и включить передатчик, то в наушниках должен прослушиваться громкий шум. Настройка приемника на частоту передатчика приводит к пропаданию шума в наушниках и срабатыванию реле.

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

Плата радиоуправления – радио управление 10 команд своими руками

• Для работы нам потребуются список деталей:1) PIC16F628A-2 шт (микроконтроллер)2) MRF49XA-2 шт (радио трансмиттер)3) Катушка индуктивности 47nH (или намотать самому)-6шт
• Конденсаторы:
• Резисторы
• 15) Паяльник

4) 33 мкФ (электролитический)-2 шт5) 0,1 мкФ-6 шт6) 4,7 пФ-4 шт7) 18 пФ-2 шт8) 100 Ом-1 шт9) 560 Ом-10 шт10) 1 Ком-3 шт11) светодиод-1 шт12) кнопки-10 шт 13) Кварц 10MHz-2 шт14) Текстолит

Вот схема этого устройства Передатчик

И приемникИ приемник

Это все просто, так что не пугайтесь. Для тех кто далек от электроники, советую не начинать с SMD компонентов, а купить все в DIP размере. Я сам так делал в первый разИ все это реально заработало с первого разаОткрываем программу, выбираем наш микроконтроллерНажимаем вставить файл с прошивкой и нажимаем WRITEАналогично делам и с другим микроконтроллером.

Файл TX-это для передатчика, а RX — для приемника. Главное потом не перепутать микроконтроллеры. И припаиваем микроконтроллеры на плату. После того как соберете, ни в коем случае не подключайте нагрузку сразу к плате, а то спалите все. Нагрузку к плате следует подключать через мощный транзистор как на фото

На схеме светодиоды стоят чисто для проверки работоспособности. Если у кого нету программатора тоже обращайтесь, помогу с уже прошитыми микросхемами.

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Приёмный модуль.

Вывод VT – это вывод, на котором появляется напряжение 5 вольт, если был принят сигнал от передатчика. Я к нему подключил светодиод через сопротивление 300 Ом. Номинал резистора может быть от 270 до 560 Ом. Так указано в даташите на микросхему.

При нажатии на любую кнопку брелока светодиод, который мы подключили к выводу VT приёмника, будет кратковременно вспыхивать – это свидетельствует о приёме сигнала.

Выводы 5V и GND служат для подключения напряжения питания. Для питания схемы нам понадобится стабилизированный блок питания на 12 вольт. Ток потребления схемы небольшой, поэтому подойдёт любой блок. В качестве источника питания можно применить и блок питания, собранный своими руками.

Выводы D0, D1, D2, D3; – это выходы микросхемы дешифратора PT2272-M4. С них мы будем снимать принятый сигнал. На этих выходах появляется напряжение 5V, если был принят сигнал от пульта управления (брелока). Именно к этим выводам подключаются исполнительные цепи. Кнопки A, B, C, D на пульте (брелоке) соответствуют выходам D0, D1, D2, D3.

На схеме приёмный модуль и триггеры запитываются напряжением 5V от интегрального стабилизатора 78L05. Цоколёвка стабилизатора 78L05 показана на рисунке.

Радиоуправление на микроконтроллере

   Многие хотели собрать простую схему радиоуправления, но чтоб была многофункциональна и на достаточно большое расстояние. Я все-таки эту схему собрал, потратив на неё почти месяц.

На платах дорожки рисовал от руки, так как принтер не пропечатывает такие тонкие. На фотографии приемника светодиоды с не подрезанными выводами — припаял их только для демонстрации работы радиоуправления.

В дальнейшем их отпаяю и соберу радиоуправляемый самолет.

Схема аппаратуры радиоуправления состоит всего из двух микросхем: трансивера MRF49XA и микроконтроллера PIC16F628A. Детали в принципе доступные, но для меня проблемой был трансивер, пришлось через интернет заказывать. Архив с прошивкой и платой качайте здесь. Подробнеее об устройстве:

  MRF49XA — малогабаритный трансивер, имеющий возможность работать в трех частотных диапазонах. — Низкочастотный диапазон: 430,24 — 439,75 Mгц (шаг 2,5 кГц). — Высокочастотный диапазон А : 860,48 — 879,51 МГц (шаг 5 кГц). — Высокочастотный диапазон Б : 900,72 — 929,27 МГц (шаг 7,5 кГц).

1.   Границы диапазонов указаны при условии применения опорного кварца частотой 10 МГц.
2.    Принципиальная схема передатчика:

   В схеме TX довольно мало деталей. И она очень стабильная, более того даже не требует настройки, работает сразу после сборки. Дистанция (согласно источнику) около 200 метров.

   Теперь к приемнику. Блок RX выполнен по аналогичной схеме, различия только в светодиодах, прошивках и кнопках. Параметры 10-ти командного блока радиоуправления:

Передатчик:  Мощность — 10 мВт   Напряжение питания 2,2 — 3,8 В (согласно даташиту на м/с, на практике нормально работает до 5 вольт).  Ток, потребляемый в режиме передачи — 25 мА.  Ток покоя — 25 мкА.  Скорость данных — 1кбит/сек.  Всегда передается целое количество пакетов данных.  Модуляция — FSK.

  Помехоустойчивое кодирование, передача контрольной суммы.

 Приемник:  Чувствительность — 0,7 мкВ.  Напряжение питания 2,2 — 3,8 В (согласно даташиту на микросхему, на практике нормально работает до 5 вольт).  Постоянный потребляемый ток — 12 мА.  Скорость данных до 2 кбит/сек. Ограничена программно.  Модуляция — FSK.

•   Помехоустойчивое кодирование, подсчет контрольной суммы при приеме.
• Преимущества данной схемы

—  Возможность нажатия в любой комбинации любого количества кнопок передатчика одновременно. Приемник при этом отобразит светодиодами нажатые кнопки в реальном режиме. Говоря проще, пока нажата кнопка (или комбинация кнопок) на передающей части, на приемной части горит, соответствующий светодиод (или комбинация светодиодов).

—  Во время подачи питания на приемник и передатчик, они уходят в тест режим на 3 секунды. В это время ничего не работает, по истечению 3-х секунд обе схемы готовы к работе.

—  Кнопка (или комбинация кнопок) отпускается — соответсвующие светодиоды сразу же гаснут. Идеально подходит для радиоуправления различными игрушками — катерами, самолётами, автомобилями. Либо можно использовать, как блок дистанционного управления различными исполнительными устройствами на производстве.

Список радиоэлементов

Схема приемника

Для управления моделью радиолюбители довольно часто используют приемники, построенные по схеме сверхрегенератора. Это связано с тем, что сверхрегенеративный приемник, имея простую конструкцию, обладает очень высокой чувствительностью, порядка 10…20 мкВ.

Схема сверхрегенеративного приемника для модели приведена на рис. 3. Приемник собран на трех транзисторах и питается от батареи типа «Крона» или другого источника напряжением 9 В.

Первый каскад приемника представляет собой сверхрегенеративный детектор с самогаше-нием, выполненный на транзисторе VT1. Если на антенну не поступает сигнал, то этот каскад генерирует импульсы высокочастотных колебаний, следующих с частотой 60…100 кГц. Это и есть частота гашения, которая задается конденсатором С6 и резистором R3.

Рис. 3. Принципиальная схема сверхрегенеративного приемника радиоуправляемой модели.

Усиление выделенного командного сигнала сверхрегенеративным детектором приемника происходит следующим образом. Транзистор VT1 включен по схеме с общей базой и его коллекторный ток пульсирует с частотой гашения.

При отсутствии на входе приемника сигнала, эти импульсы детектируются и создают на резисторе R3 некоторое напряжение. В момент поступления сигнала на приемник продолжительность отдельных импульсов возрастает, что приводит к увеличению напряжения на резисторе R3.

Приемник имеет один входной контур L1, С4, который с помощью сердечника катушки L1 настраивается на частоту передатчика. Связь контура с антенной — емкостная.

Принятый приемником сигнал управления выделяется на резисторе R4. Этот сигнал в 10…30 раз меньше напряжения частоты гашения.

Для подавления мешающего напряжения с частотой гашения между сверхрегенеративным детектором и усилителем напряжения включен фильтр L3, С7.

При этом на выходе фильтра напряжение частоты гашения в 5… 10 раз меньше амплитуды полезного сигнала. Продетектированный сигнал через разделительный конденсатор С8 подается на базу транзистора VT2, представляющего собой каскад усиления низкой частоты, а далее на электронное реле, собранное на транзисторе ѴТЗ и диодах VD1, VD2.

Усиленный транзистором ѴТЗ сигнал выпрямляется диодами VD1 и VD2. Выпрямленный ток (отрицательной полярности) поступает на базу транзистора ѴТЗ.

При появлении тока на входе электронного реле, коллекторный ток транзистора увеличивается и срабатывает реле К1. В качестве антенны приемника можно использовать штырь длиной 70… 100 см. Максимальная чувствительность сверхрегенеративного приемника устанавливается подбором сопротивления резистора R1.

Схема приемника блока радиоуправления

Приемник имеет следующие характеристики:

• подводимое напряжение: 2.2-3.8 В;
• потребляемый ток: 12 мА;
• скорость приема данных: до 2 кбит/с;
• модуляция: FSK;
• контрольная сумма;

1. Схемы передатчика и приемника очень похожи, отличия лишь в обвязке микроконтроллера.
2. Трансивер MRF49XA может работать в трех частотыных диапазонах:

• диапазон низких частот: от 430,24 — 439,75 МГц;
• диапазон высоких частот A: от 860,48 — 879,51 МГц;
• диапазон высоких частот Б: от 860,48 — 879,51 МГц;

Трансивер работает в приведеных частотных границах если применяется опорный кварц в 10 МГц. Если использовать кварцовый резонатор на 11 МГц то частота передачи/приема будет 481МГц.

• 801F — (поддиапазон 4xx МГц);
• AC80 — (передающая частота 438 МГц);
• 98F0 — (макс. мощность передатчика);
• C400 — (АПЧ выкл.);
• 8239 — (включение передатчика);

Для настройки определенного идентификатора, необходимого для создания определенной пары передатчик — приемник, необходимо в вторую строку первую ячейку записать нужный вам id, такое же значение нужно записать в ячейку приемника. В нашем случае в нее записано значение FF.

1. В память EEPROM пямять приемника записывается следующее:
2. Для записи этих значений в память используется программа RFICDA, в которой необходимо выбрать аналог микросхемы MRF49XA микросхему TRC102.
3. Файлы прошивки и печатных плат

Устройство радиоуправления на 12 команд

Устройство предназначено для управления 12 различными нагрузками. Причем одновременно и в любой комбинации допускается нажатия до 8 кнопок ( PORTB ) или 4 кнопок ( PORTA ). Оно может входить в состав, например, радиоуправляемого комплекса для авто и авиамоделей, управления гаражными воротами и т.п.

Работа приемной части предусмотрена в двух режимах. Режим реального времени и с фиксацией команд ( зависит от положения перемычки S на плате приемника ). Если перемычка убрана, команды зафиксируются.

Если перемычка установлена, команды будут выполняться только в момент удержания соответствующей кнопки ( кнопок ).

Индикаторы исполнения команд – светодиоды. Разумеется, к соответствующим выводам процессора можно подключить например затворы мощных полевых или базы биполярных транзисторов через токоограничивающие резисторы.

Передающая часть состоит из задающего генератора и усилителя мощности .ЗГ — классическая схема на ПАВ- резонаторе со 100 % амплитудной модуляцией .УМ — стандартный с общим эмиттером , нагруженный на четвертьволновый отрезок провода длиной 16 см через согласующую емкость .

1. Шифратор — PIC 16 F 628 A , он осуществляет обработку информации о нажатых кнопках кодирование и посылку пачек управляющих импульсов а также включение светодиодного индикатора и усилителя мощности во время передачи кода.
2. Приемник

Сверхрегенератор. При номиналах указанных на схеме и исправных деталях обладает 100% повторяемостью.Его настройка заключается лишь в раздвигании витков контурной катушки и подборе емкости связи с антенной.

3 й вывод контроллера дешифратора служит для контроля прохождения сигнала при настройке ( программно подключенный выход внутреннего компаратора ).Контролировать можно с помощью обычного УНЧ.

Дешифратор приемника – PIC 16 F 628 A , он осуществляет декодирование и исполнение принятых команд.

Система кодер — декодер может работать как по проводам так и с другими приемником и передатчиком . Каждая посылка 0 и 1 со стороны кодера «закрашена» колебаниями 5,5 кГц для лучшей помехозащищенности передача контрольной суммы.

Питание приемника обязательно от стабилизированного источника 5 вольт ( на схеме не показан , в плате предусмотрен КРЕН 5 А диод ).

Питание передатчика от 3,6 вольта но не больше 5,5 вольта ( на плате предусмотрен КРЕН 5А диод ).

Картина нажатых кнопок в PORTB ( выводы 6 — 13 ) на передающей части полностью отражается на приемной части в PORTB ( выводы 6 — 13 ) соответственно. Картина нажатых кнопок в PORTA ( 3>2, 4> 15,15> 16, 16> 17 ).

Шифрование или “привязка” пульта к приёмнику.

Изначально, брелок и приёмный модуль незашифрованы. Иногда говорят, что не “привязаны”.

Если купить и использовать два комплекта радиомодулей, то приёмник будет срабатывать от разных брелоков. Аналогично будет и с приёмным модулем. Два приёмных модуля будут срабатывать от одного брелока. Чтобы этого не происходило, применяется фиксированная кодировка. Если приглядеться, то на плате брелока и на плате приёмника есть места, где можно напаять перемычки.

Выводы от 1 до 8 у пары микросхем кодеров/декодеров (PT2262/PT2272) служат для установки кода. Если приглядется, то на плате пульта управления рядом с выводами 1 – 8 микросхемы есть лужёные полоски, а рядом с ними буквы H и L. Буква H – означает High (“высокий”), то есть высокий уровень.

Если паяльником накинуть перемычку от вывода микросхемы к полоске с пометкой H, то мы тем самым подадим высокий уровень напряжения в 5V на микросхему.

Буква L соответственно означает Low (“низкий”), то есть, накидывая перемычку c вывода микросхемы на полоску с буквой L, мы устанавливаем низкий уровень в 0 вольт на выводе микросхемы.

На печатной плате не указан нейтральный уровень – N. Это когда вывод микросхемы как бы “висит” в воздухе и ни к чему не подключен.

Таким образом, фиксированный код задаётся 3 уровнями (H, L, N). При использовании 8 выводов для установки кода получается 38 = 6561 возможных комбинаций! Если учесть, что четыре кнопки у пульта также участвуют в формировании кода, то возможных комбинаций становится ещё больше. В результате случайное срабатывание приёмника от чужого пульта с иной кодировкой становится маловероятным.

На плате приёмника пометок в виде букв L и H нет, но тут нет ничего сложного, так как полоска L подключена к минусовому проводу на плате. Как правило, минусовой или общий (GND) провод выполняется в виде обширного полигона и занимает на печатной плате большую площадь.

Полоска H подключается к цепям с напряжением в 5 вольт. Думаю понятно.

Я установил перемычки следующим образом. Теперь мой приёмник от другого пульта уже не сработает, он узнает только “свой” брелок. Естественно, распайка должна быть одинаковой как у приёмника, так и у пульта-передатчика.

Кстати, думаю, вы уже сообразили, что если потребуется управлять несколькими приёмниками от одного пульта, то просто распаиваем на них такую же комбинацию кодировки, как на пульте.

Стоит отметить, что фиксированный код не сложно взломать, поэтому не рекомендую использовать данные приёмо-передающие модули в устройствах доступа.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих »Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать: