Радіоуправління своїми руками. Робимо радіокерування для літака. Вибір моделі дискретно-пропорційного керування

Всім привіт. Представляю на загальний огляд саморобний пульт радіокерування для керування різними об'єктами на відстані. Це може бути машина, танк, катер тощо. виготовлене мною для "дитячого" радіо гуртка. Із застосуванням радіо модуля NRF24L01 та мікроконтролера ATMEGA16.

Давно у мене лежала коробка однакових поламаних ігрових джойстиків від приставок. Дісталася від ігрового закладу. Особливого застосуванняу несправних ігрових джойстиках я не бачив, та й викидати чи розбирати шкода. От і стояла коробка мертвим вантажем припадала пилом. Ідея застосування ігрових джойстиків, прийшла, як поспілкувався зі своїм приятелем. Приятель вів гурток для юних радіоаматорів в інтернаті, причому безкоштовно у вихідні, долучав допитливих діточок до світу радіоелектроніки. Адже діти вони як губка, вбирають інформацію. Бо я сам дуже вітаю такі гуртки для дітей, а тут ще й у такому місці. То й запропонував ідею, як задіяти неробочі джойстики. Ідея полягала в наступному: створити саморобний радіо дистанційний пульт управління моделями, зібраними своїми руками, який хотілося б запропонувати дітям вивчення проекту. Ідея йому дуже сподобалася, враховуючи, що фінансування дитячих установ м'яко сказати не дуже, та й мені був цікавий цей проект. Нехай я теж внесу свій внесок у розвиток радіо гуртка.
Мета проекту створити закінчений пристрій не тільки як радіо дистанційний пульт, а й частину у відповідь на радіокерований об'єкт. Враховуючи, що пульт для дітей і підключення приймальної частини на модель, також має бути по можливості простим.

Складання та комплектуючі:

Розібравши ігровий джойстик на складові, відразу стало зрозуміло, потрібно виготовити нову друковану плату, причому дуже незвичайної форми. Спочатку, хотів розвести друковану плату на мікроконтролер ATMEGA48, але виявилося портів мікроконтролера просто не вистачає під усі кнопки. Звичайно, така кількість кнопок у принципі не потрібна і можна було обмежитися лише чотирма портами мікроконтролера АЦП для двох джойстиків і два порти для тактових кнопок, розміщених на джойстиках. Але мені захотілося якомога більше кнопок задіяти, хто знає, чого там діточки ще захочуть додати. Так було народжено друкована плата під мікроконтролер ATMEGA16. Самі мікроконтролери в мене були, залишилися від якогось проекту.

Гумки на кнопках дуже були зношені, і відновленню не підлягали. Але це не дивно з огляду на те, де джойстики використовувалися. Тому застосував тактові кнопки. Мабуть, до мінусів тактових кнопок можна віднести сильне клацання, що виникли в результаті натискання кнопки. Але для цього проекту це дуже терпимо.
Плату з джойстиками не довелося переробляти, залишив яка є, що значно заощадило часу. Торцеві кнопки також зберігаються в початковому вигляді.
Як приймач вибрав радіомодуль NRF24L01, так як ціна дуже мала в Китаї за ціною 0.60 $ за шт. купив. Незважаючи на свою малу вартість, радіомодуль має не малі можливості і звичайно мені підходив. Наступною проблемою, з якою зіткнувся, а де радіомодуль розмістити. Простір в корпусі вільного обмаль, тому радіо модуль розмістив в одній з ручок корпусу джойстика. Навіть фіксувати не довелося, модуль щільно притискався, коли повністю збирався корпус.

Мабуть, найбільшою проблемою стало питання живлення для радіо пульта. Купівля якихось спеціалізованих акумуляторів, скажімо літієвих, влітало в чималу копієчку, тому що збирати було вирішено сім комплектів. Та й вільний простір, що залишився, в корпусі не дуже дозволяло використовувати стандартні акумулятори серії AA. Хоча споживання і не значне можна використовувати різні джерела живлення. Як завжди, на допомогу прийшла дружба, колега на роботі підігнав літієві акумулятори плоскі від мобільних телефонів і бонусом зарядки до них. Все ж таки трохи довелося переробити їх, але це незначно і набагато краще, ніж робити з нуля зарядку для акумуляторів. Ось на плоских літієвих акумуляторах я зупинився.

У процесі випробування радіо модуль свою заявлену дальність виправдав і впевнено працював по прямій видимості на відстані 50 метрів, через стіни дальність значно зменшилася. Також було в планах встановити вібромотор, який реагував, скажімо, на якісь зіткнення або інші дії в радіокерованій моделі. У зв'язку з цим передбачив на друкованій платі транзисторний ключ управління. Але додаткові ускладнення я залишив на потім спочатку потрібно обкатати програму, тому що вона ще сирувата. Та й конструкція, враховуючи, що цей прототип вимагає дрібних доробок. Ось як говориться "з миру по нитці", практично з мінімальними вкладеннями було створено пульт радіоуправління.

Радіоуправління своїми руками на 12 команд

Схема дозволяє керувати моделямиабо іншими пристроями та навантаженнями на відстані.Допускається натискання одночасно до 8 кнопок. Схема проста у виготовленні і вимагає після складання тільки прошивки контролерів. Індикатори виконання команд – світлодіоди. Зрозуміло, до відповідних висновків процесора можна підключити, наприклад, затвори потужних польових або бази біполярних транзисторів через струмообмежуючі резистори.

Схема передавача:



Приймач


Надрегенератор: При номіналах вказаних на схемі та справних деталях має 100% повторюваність.


Його налаштування полягає лише в розсуваннівитків контурної котушки та підборі ємності зв'язку з антеною. 3 й висновок контролера дешифратора служить для контролю проходження сигналу при налаштуванні (програмно підключений вихід внутрішнього компаратора). Контролювати можна за допомогою звичайного УНЧ.
Дешифратор приймача – PIC16F628A, він здійснює декодування та виконання прийнятих команд.

Система кодер-декодер може працювати як по проводах так і з іншими приймачем та передавачем. Кожна посилка 0 і 1 з боку кодера «зафарбована» коливаннями 5,5 кГц для кращої перешкоди + передача контрольної суми.
Живлення приймача обов'язково від стабілізованого джерела 5 вольт (на схемі не показаний, у платі передбачено КРЕН 5 А + діод). Живлення передавача від 3,6 вольта, але не більше 5,5 вольта (на платі передбачений КРЕН 5А+діод).
Картина натиснутих кнопок PORTB (висновки 6 - 13) на передавальної частини повністю відбивається на приймальній частині PORTB (висновки 6 - 13) відповідно. Картина натиснутих кнопок у PORTA (3>2, 4> 15,15> 16, 16> 17).

У цій статті, ви побачите, як зробити радіоуправління на 10 команд своїми руками. Дальність дії даного пристрою 200 метрів на землі та понад 400м у повітрі.



Схему було взято на сайті vrtp.ru
Передавач

Приймач


Натискання кнопок може виконуватись у будь-якій послідовності, хоча все відразу все працює стабільно. За допомогою його можна керувати різними навантаженнями: воротами гаража, світлом, моделями літаків, автомобілів тощо… Загалом що завгодно, все залежить від вашої фантазії.

Для роботи нам знадобиться список деталей:
1) PIC16F628A-2 шт (мікроконтролер) (Посилання на аліекспрес pic16f628a )
2) MRF49XA-2 шт (радіо трансмітер) (Посилання на аліекспрес MRF 49 XA )
3) Котушка індуктивності 47nH (або намотати самому)-6шт
Конденсатори:
4) 33 мкФ (електролітичний)-2 шт
5) 0,1 мкФ-6 шт
6) 4,7 пФ-4 шт
7) 18 пФ-2 шт
Резистори
8) 100 Ом-1 шт
9) 560 Ом-10 шт
10) 1 Ком-3 шт
11) світлодіод-1 шт
12) кнопки-10 шт
13) Кварц 10MHz-2 шт
14) Текстоліт
15) Паяльник
Як бачите пристрій складається з мінімуму деталей і під силу кожному. Варто тільки захотіти. Пристрій дуже стабільний, після збирання працює відразу. Схему можна робити як у друкованій платі. Так і навісний монтаж (особливо для першого разу, так буде легше програмувати). Спочатку робимо плату. Роздруковуємо


І труїмо плату.

Припаюємо всі компоненти, PIC16F628A краще припаювати останнім, так як його потрібно буде ще запрограмувати. Насамперед припаюємо MRF49XA


Головне дуже акуратно, має дуже тонкі висновки. Конденсатори для наочності. Найголовніше не переплутати полюси на конденсаторі 33 мкФ, оскільки у нього висновки різні, один +, інший -. Всі інші конденсатори припаюєте, як хочете, у них немає полярності на висновках.


Котушки можна використовувати покупні 47nH але краще намотати самому, всі вони однакові (6 витків дроту 0,4 на оправці 2 мм)

Коли все припаяно, добре перевіряємо. Далі беремо PIC16F628A, його потрібно запрограмувати. Я використовував PIC KIT 2 lite та саморобну панельку
Ось посилання на програматор ( Pic Kit2 )


Ось схема підключення


Це все просто, тому не лякайтеся. Для тих хто далекий від електроніки раджу не починати з SMD компонентів, а купити все в DIP розмірі. Я сам так робив уперше


І все це реально запрацювало з першого разу


Відкриваємо програму, вибираємо наш мікроконтролер

Що хочеться сказати від себе — чудове рішення у будь-якій ситуації дистанційного контролю. Насамперед це стосується ситуації, коли є необхідність керувати великою кількістю пристроїв на відстані. Навіть якщо й не потрібно керувати великою кількістю навантажень на відстані – розробку зробити варто, тому що конструкція не складна! Пара не рідкісних компонентів - це мікроконтролер PIC16F628Aта мікросхема MRF49XAтрансівер.

В Інтернеті вже давно нудиться і обростає позитивними відгуками чудова технологія. Вона отримала назву на честь свого творця (10 командне радіоуправління на mrf49xa від blaze) і знаходиться за адресою

Нижче наведемо статтю:

Схема передавача:

Складається з керуючого контролера та трансівера MRF49XA.

Схема приймача:

Схема приймача складається з тих самих елементів, що й передавач. Фактично, відмінність приймача від передавача (не беручи до уваги світлодіоди та кнопки) полягає тільки в програмній частині.

Трохи про мікросхеми:

MRF49XA- малогабаритний трансівер, що має можливість працювати у трьох частотних діапазонах.
1. Низькочастотний діапазон: 430,24 - 439,75 Mгц(Крок 2,5 кГц).
2. Високочастотний діапазонА: 860,48 - 879,51 МГц(Крок 5 кГц).
3. Високочастотний діапазон Б: 900,72 - 929,27 МГц(Крок 7,5 кГц).

Кордони діапазонів вказані за умови застосування опорного кварцу частотою 10 МГц, передбаченого виробником. З опорними кварцами 11МГц устрою нормально працювали на частоті 481 МГц. Детальні дослідження на тему максимальної «затяжки» частоти щодо заявленої виробником не проводились. Імовірно вона може бути не така широка, як у мікросхемі ТХС101, оскільки в датасіті MRF49XAзгадується про зменшений фазовий шум, одним із способів досягнення якого є звуження діапазону перебудови ГУН.

Пристрої мають такі технічні характеристики:
Передавач.
Потужність - 10 мВт.

Струм, що споживається в режимі передачі - 25 мА.
Струм спокою - 25 мкА.
Швидкість даних - 1кбіт/сек.
Завжди передається ціла кількість пакетів даних.
Модулювання FSK.
Перешкодостійке кодування, передача контрольної суми.

Приймач.
Чутливість - 0,7 мкВ.
Напруга живлення - 2,2 - 3,8 В (згідно з датішіт на мс, на практиці нормально працює до 5 вольт).
Постійний споживаний струм - 12 мА.
Швидкість даних до 2 кбіт/сек. Обмежена програмно.
Модулювання FSK.
Перешкодостійке кодування, підрахунок контрольної суми прийому.
Алгоритм роботи.
Можливість натискання будь-якої комбінації будь-якої кількості кнопок передавача одночасно. Приймач при цьому відобразить натиснені кнопки світлодіодами в реальному режимі. Говорячи простіше, поки натиснута кнопка (або комбінація кнопок) на передавальній частині, на приймальній частині горить відповідний світлодіод (або комбінація світлодіодів).
Кнопка (або комбінація кнопок) відпускається відповідні світлодіоди відразу ж гаснуть.
Режим тесту.
І приймач і передавач за фактом подачі на них живлення входять на 3 сек. в тест режим. Приймач і передавач включаються в режим передачі несучої частоти, запрограмованої в EEPROM, на 1 сек 2 рази з паузою 1 сек (під час паузи передача вимикається). Це зручно під час програмування пристроїв. Далі обидва пристрої готові до роботи.

Програмування контролерів.
EEPROM контролера передавача.


Верхній рядок EEPROM після прошивки та подачі живлення на контролер передавача виглядатиме так.

80 1F - (подіапазон 4хх МГц) - Config RG
AC 80 - (точне значення частоти 438 MГц) - Freg Setting RG
98 F0 - (максимальна потужність передавача, девіація 240 кГц) - Tx Config RG

82 39 — (передавач увімкнено) — Pow Management RG .

Перший осередок пам'яті другого рядка (адреса 10 h) - Ідентифікатор. За замовчуванням тут FF. Ідентифікатор може бути будь-який у межах байта (0...FF). Це персональний номер (код) пульта. На цій же адресою в пам'яті контролера приймача знаходиться його ідентифікатор. Вони обов'язково мають співпадати. Це дає можливість створювати різні пари приймач/передавач.

EEPROM контролера приймача.
Усі налаштування EEPROM, згадані нижче, запишуться автоматично на місця за фактом подачі на контролер живлення після його прошивки.
У кожному з осередків дані можна змінювати на власний розсуд. Якщо в будь-яку комірку, що використовується для даних (крім ідентифікатора), вписати FF, за наступним включенням живлення ця комірка негайно буде переписана даними за замовчуванням.

Верхній рядок EEPROM після прошивки та подачі живлення на контролер приймача виглядатиме так.

80 1F - (подіапазон 4хх МГц) - Config RG

AC 80 - (точне значення частоти 438 MГц) - Freg Setting RG
91 20 - (смуга приймача 400 кГц, чутливість максимальна) - Rx Config RG
C6 94 - (швидкість даних - не швидше 2 кбіт/сек) - Data Rate RG
C4 00 - (АПЧ вимкнено) - AFG RG
82 D9 — (приймач увімкнено) — Pow Management RG .

Перший осередок пам'яті другого рядка (адреса 10 h) - Ідентифікатор приймача.
Для коректної зміни вмісту регістрів як приймача так і передавача скористайтесь програмою RFICDA, обравши мікросхему TRC102 (це клон MRF49XA).
Примітки.
Зворотний бік плат - суцільна маса (залужена фольга).
Дальність упевненої роботи в умовах прямої видимості – 200 м.
Кількість витків котушок приймача та передавача - 6 . Якщо скористатися опорним кварцем 11 МГц замість 10 МГц, частота «піде» вище близько 40 МГц. Максимальна потужність та чутливість у цьому випадку будуть при 5 витках контурів приймача та передавача.

Моя реалізація

На момент реалізації пристрою під рукою виявився чудовий фотоапарат, тому процес виготовлення плати та монтажу деталей на плату виявився як ніколи захоплюючим. І ось до чого це призвело:

Насамперед треба виготовити друковану плату. Для цього я постарався якомога детальніше зупинитися на процесі її виготовлення

Вирізаємо потрібний розмір плати Бачимо що є оксиди - потрібно їх позбутися Товщина попалася 1.5 мм

Наступний етап – очищення поверхні, для цього варто підібрати необхідний інвентар, а саме:

1. Ацетон;

2. Наждачний папір (нульовка);

3. Гумка (стерка)

4. Засоби для очищення каніфолі, флюсу, оксидів.

Ацетон та засоби для змивки та очищення контактів від оксидів та піддослідна плата

Процес очищення відбувається як показано на фото:

Наждачним папером зачищаємо поверхню склотекстоліту. Так як він двосторонній, робимо все з обох боків.

Беремо ацетон і знежирюємо поверхню + змиваємо залишки крихти наждачного паперу.

І вуала – чиста плата, можна наносити лазерно-прасним методом друк. Але для цього потрібна друк 🙂

Вирізаємо із загальної кількості Обрізаємо зайве

Беремо вирізані печатки приймача та передавача та прикладаємо їх до склотекстоліту наступним чином:

Вид друку на склотекстоліті

Перевертаємо

Беремо праску і всю справу прогріваємо рівномірно, до появи відбитка доріжок на звороті. ВАЖЛИВО НЕ ПЕРЕГРІТИ!Інакше попливе тонер! Тримаємо 30-40 сек. Поступово погладжуємо складні та погано прогріті місця друку. Результатом хорошого перекладу тонера на склотекстоліт є поява відбитка доріжок.

Гладка і важка основа улюгу Прикладаємо до друку розігріту праску
Притискаємо друк і перекладаємо.

Ось так виглядає готовий друкований друк на другому боці журнального глянцевого паперу. Має бути видно доріжки приблизно як на фото:



Аналогічний процес проробляємо з другою печаткою, яка у вашому випадку може бути приймачем або передавачем. Я розмістив все на одному шматку склотекстоліту



Все має охолонути. Потім акуратно пальцем під струменем води видаляємо папір. Скачуємо її пальцями трохи теплою водою.

Під злегка теплою водою Пальцями скочуємо папір Результат очищення

Не весь папір виходить таким чином. Коли плата висихає, залишається білий «наліт», який при травленні може створити деякі непротруєні ділянки між доріжками. Відстань маленька.



Тому ми беремо тонкий пінцет чи циганську голку та видаляємо зайве. На фото чудово видно!



Окрім залишків паперу, на фото видно, як у результаті перегріву в деяких місцях злиплися контактні майданчики для мікросхеми. Їх потрібно акуратно, тією самою голкою, як можна уважніше роз'єднати (зіскребти частину тонера) між контактними майданчиками.

Коли все готово переходимо до наступного етапу – травлення.

Так як у нас склотекстоліт двосторонній і зворотний бік суцільна маса нам потрібно зберегти там мідну фольгу. Для цієї мети заклеїмо її скотчем.

Скотч та захищена плата Друга сторона захищена від травлення шаром скотчу Ізолента як «ручка» для зручності травлення плати

Тепер труїмо плату. Я роблю це старим дідівським методом. Розводжу 1 частину хлорного заліза до 3 частин води. Весь розчин у банку. Зберігати та використовувати зручно. Розігріваю в мікрохвильовій печі.


Кожна плата труїлася окремо. Тепер беремо в руки вже знайому нам «нульовку» та зачищаємо тонер на платі

Хто з радіоаматорів-початківців не хотів зробити який-небудь пристрій з управлінням по радіоканалу? Напевно багато.

Давайте розглянемо, як на базі готового радіомодуля зібрати нескладне радіокероване реле.

Як приймач-передавач я використовував готовий модуль. Купив його на AliExpress ось у цього продавця.

Комплект складається з пульта-передавача на 4 команди (брелок), а також плати приймача. Плата приймача виконано у вигляді окремої друкованої плати та не має виконавчих кіл. Їх потрібно зібрати самому.

Ось зовнішній вигляд.

Брелок добротний, приємний на дотик, поставляється з батареєю 12V (23А).

У брелоку вбудована плата, де зібрана досить примітивна схема пульта-передавача на транзисторах і шифраторі SC2262 (повний аналог PT2262). Збентежило те, що на мікросхемі як маркування вказано SC2264, хоча з даташита відомо, що дешифратор для PT2262 – це PT2272. Тут же на корпусі мікросхеми трохи нижче за основне маркування вказано SCT2262. От і думай, що до чого. Що ж, для Китаю це не дивно.

Передавач працює у режимі амплітудної модуляції (АМ) на частоті 315 МГц.

Приймач зібраний на невеликій друкованій платі. Радіоприймальний тракт виконаний на двох SMD-транзисторах з маркуванням R25 - біполярних транзисторів N-P-N 2SC3356. На операційному підсилювачі LM358 реалізований компаратор, а його виходу підключений дешифратор SC2272-M4 (вона ж PT2272-M4).

Як працює пристрій?

Суть роботи цього пристрою така. При натисканні однієї з кнопок пульта A, B, C, D передається сигнал. Приймач посилює сигнал, але в виходах D0, D1, D2, D3 плати приймача утворюється напруга 5 вольт. Вся проблема в тому, що 5 вольт на виході буде тільки поки натиснута відповідна кнопка на брелоку. Варто відпустити кнопку на пульті – напруга на виході приймача пропаде. Упс. У такому разі не вдасться зробити радіокероване реле, яке б спрацьовувало при короткочасному натисканні кнопки на брелоку і відключалося при повторному.

Пов'язано це про те, що є різні модифікації мікросхеми PT2272 (китайський аналог - SC2272). А в такі модулі чомусь ставлять саме PT2272-M4, у яких немає фіксації напруги на виході.

А які бувають різновиди мікросхеми PT2272?

    PT2272-M4- 4 канали без фіксації. На виході відповідного каналу +5V з'являється лише тоді, поки кнопка на брелоку. Саме така мікросхема використовується у купленому мною модулі.

    PT2272-L4- 4 залежні канали з фіксацією. Якщо вмикається один вихід, інші відключаються. Не дуже зручно, якщо необхідно незалежно керувати різними реле.

    PT2272-T4- 4 незалежні канали з фіксацією. Найкращий варіант для керування кількома реле. Оскільки вони незалежні, кожне може виконувати свою функцію незалежно від роботи інших.

Що робити, щоб реле спрацьовувало так, як нам потрібно?

Тут є кілька рішень:

    Видираємо мікросхему SC2272-M4 і замість неї ставимо таку ж, але з індексом T4 (SC2272-T4). Тепер виходи працюватимуть незалежно та з фіксацією. Тобто можна буде увімкнути/вимкнути будь-яке з 4 реле. Реле будуть вмикатися при натисканні кнопки і вимикатися при повторному натисканні на відповідну кнопку.

    Доповнюємо схему тригером на К561ТМ2. Оскільки мікросхема К561ТМ2 складається з двох тригерів, то знадобиться 2 мікросхеми. Тоді буде можливість керувати чотирма реле.

    Використовуємо мікроконтролер. Потребує навичок програмування.

На радіоринку мікросхему PT2272-T4 я не знайшов, а замовляти з Ali цілу партію однакових мікрох вважав недоцільним. Тому для збирання радіокерованого реле вирішив використати другий варіант із тригером на К561ТМ2.

Схема досить проста (картинка клікабельна).

Ось реалізація на макетній платі.

На макетці я швидко зібрав виконавчий ланцюг тільки для одного каналу управління. Якщо поглянути на схему, можна побачити, що вони однакові. Як навантаження на контакти реле начепив червоний світлодіод через резистор 1 ком.

Напевно, помітили, що в макетку я встромив готовий блок з реле. Його я витяг із охоронної сигналізації. Блок виявився дуже зручним, оскільки на платі вже було розпаяно саме реле, штирьовий роз'єм та захисний діод (це VD1-VD4 на схемі).

Пояснення до схеми.

Приймальний модуль.

Висновок VT - це висновок, на якому з'являється напруга 5 вольт, якщо був прийнятий сигнал передавача. Я підключив світлодіод через опір 300 Ом. Номінал резистора може бути від 270 до 560 Ом. Так зазначено в дататі на мікросхему.

При натисканні на будь-яку кнопку брелока світлодіод, який ми підключили до виведення VT приймача, короткочасно спалахне - це свідчить про прийом сигналу.

Висновки D0, D1, D2, D3; - Це виходи мікросхеми дешифратора PT2272-M4. З них ми зніматимемо прийнятий сигнал. На цих виходах з'являється напруга +5V, якщо було прийнято сигнал від пульта управління (брелока). Саме цих висновків підключаються виконавчі ланцюга. Кнопки A, B, C, D на пульті (брелоку) відповідають виходам D0, D1, D2, D3.

На схемі приймальний модуль та тригери запитуються напругою +5V від інтегрального стабілізатора 78L05. Цокольівка стабілізатора 78L05 показана на малюнку.

Буферний ланцюг на D-тригері.

На мікросхемі К561ТМ2 зібрано дільник частоти на два. На вхід З приходять імпульси з приймача, і D-тригер переключається в інший стан доти, поки на вхід не прийде другий імпульс з приймача. Виходить дуже зручно. Оскільки реле управляється з виходу тригера, і воно буде включено чи вимкнено до того часу, доки прийде наступний імпульс.

Замість мікросхеми К561ТМ2 можна використовувати К176ТМ2, К564ТМ2, 1КТМ2 (у металі з позолотою) або імпортні аналоги CD4013, HEF4013, HСF4013. Кожна з цих мікросхем складається із двох D-тригерів. Їх цоколівка однакова, але корпуси можуть бути різні, як, наприклад, у 1КТМ2.

Виконавчий ланцюг.

Як силовий ключ використовується біполярний транзистор VT1. Я використав КТ817, але підійде КТ815. Він управляє електромагнітним реле K1 на 12V. До контактів електромагнітного реле K1.1 можна підключати будь-яке навантаження. Це може бути лампа розжарювання, світлодіодна стрічка, електродвигун, електромагніт замку та ін.

Цокольівка транзистора КТ817, КТ815.

Слід врахувати, що потужність навантаження, що підключається до контактів реле, повинна бути не менше тієї потужності, на яку розраховані контакти самого реле.

Діоди VD1-VD4 є захистом транзисторів VT1-VT4 від напруги самоіндукції. У момент відключення реле в його обмотці виникає напруга, яка протилежна за знаком того, що надходило на обмотку реле від транзистора. В результаті транзистор може вийти з ладу. А діоди по відношенню до напруги самоіндукції виявляються відкритими та "гасять" його. Тим самим вони бережуть наші транзистори. Не забувайте про них!

Якщо хочете доповнити виконавчий ланцюг індикатором увімкнення реле, то додаємо у схему світлодіод та резистор на 1 ком. Ось схема.

Тепер, коли на обмотку реле буде подано напругу, увімкнеться світлодіод HL1. Це вказуватиме на те, що реле включено.

Замість окремих транзисторів у схемі можна використовувати лише одну мікросхему з мінімумом обв'язування. Підійде мікросхема ULN2003A. Вітчизняний аналог К1109КТ22.

Ця мікросхема містить 7 транзисторів Дарлінгтона. Зручно те, що висновки входів та виходів розташовані один проти одного, що полегшує розведення плати, та й звичайне макетування на безпайковій макетній платі.

Працює досить просто. Подаємо на вхід IN1 напругу +5V, складовий транзистор відкривається, і виведення OUT1 підключається до мінусу живлення. Тим самим на навантаження подається напруга живлення. Навантаженням може бути електромагнітне реле, електромотор, ланцюг зі світлодіодів, електромагніт та ін.

У датасіті виробник мікросхеми ULN2003A вихваляється, що струм навантаження кожного виходу може досягати 500 мА (0,5А), що власне, не мало. Тут багато хто з нас помножать 0,5А на 7 виходів і отримають сумарний струм в 3,5 ампера. Так чудово! АЛЕ. Якщо мікросхема і зможе прокачати через себе такий суттєвий струм, то на ній можна буде смажити шашлик.

Насправді, якщо задіяти всі виходи і пустити в навантаження струм, то вичавити без шкоди для мікросхеми можна буде близько 80 - 100мА на канал. Опс. Так, чудес не буває.

Ось схема підключення ULN2003A до виходів тригера К561ТМ2.

Є ще одна широко поширена мікросхема, яку можна використовувати – це ULN2803A.

Має вже 8 входів/виходів. Я її видер із плати вбитого промислового контролера і вирішив поекспериментувати.

Схема підключення ULN2803A. Для індикації включення реле можна доповнити схему ланцюгом світлодіода HL1 і резистора R1.

Ось так це виглядає на макетці.

До речі, мікросхеми ULN2003, ULN2803 допускають об'єднання виходів збільшення максимально-допустимого вихідного струму. Це може знадобитися, якщо навантаження споживає понад 500 мА. Відповідні входи також єднаються.

Замість електромагнітного реле у схемі можна застосувати твердотільне реле (SSR - S olid S tate R elay). У такому разі схему можна суттєво спростити. Наприклад, якщо застосувати твердотільне реле CPC1035N, то відпадає потреба в живленні пристрою від 12 вольт. Достатньо буде 5-вольтового блоку живлення для живлення всієї схеми. Також відпадає необхідність в інтегральному стабілізаторі напруги DA1 (78L05) та конденсаторах С3, С4.

Ось так тверде реле CPC1035N підключається до тригера на К561ТМ2.

Незважаючи на свою мініатюрність, твердотільне реле CPC1035N може комутувати змінну напругу від 0 до 350 V при струмі навантаження до 100 mA. Іноді цього достатньо, щоб керувати малопотужним навантаженням.

Можна застосувати і вітчизняні твердотілі реле, я, наприклад, експериментував з К293КП17Р.

Видер його з плати охоронної сигналізації. У цій релінці, крім самого твердотельного реле, є ще й транзисторна оптопара. Її я не використав – залишив висновки вільними. Ось схема підключення.

Можливості К293КП17Р дуже непогані. Може комутувати постійне напруження негативної та позитивної полярності в межах -230...230 V при струмі навантаження до 100 mA. А ось із змінною напругою працювати не може. Тобто постійне напруження до висновків 8 - 9 можна підбивати як завгодно, не переймаючись полярністю. Але змінну напругу підводити не варто.

Дальність роботи.

Щоб приймальний модуль надійно приймав сигнали від пульта-передавача, до контакту ANT на платі потрібно припаяти антену. Бажано, щоб довжина антени дорівнювала чверть довжини хвилі передавача (тобто λ/4). Так як передавач брелока працює на частоті 315 МГц, то за формулою довжина антени складе ~24 см. Ось розрахунок.

Де f - частота (у Гц), отже 315 000 000 Гц (315 мегагерц);

Швидкість світла З - 300 000 000 метрів за секунду (м/с);

λ - Довжина хвилі в метрах (м).

Щоб дізнатися, на якій частоті працює пульт-передавач, розкриваємо його та шукаємо на друкованій платі фільтр на ПАР(поверхнево-акустичних хвилях). На ньому зазвичай вказано частоту. У моєму випадку це 315 МГц.

За необхідності антену можна і не припаювати, але дальність дії пристрою зменшиться.

Як антена можна застосувати телескопічну антену від якогось несправного радіоприймача, магнітоли. Буде дуже круто.

Дальність, коли він приймач стійко приймає сигнал від брелока невелике. Досвідченим шляхом я визначив відстань 15 - 20 метрів. З перешкодами ця відстань зменшується, а ось за прямої видимості дальність буде в межах 30 метрів. Чекати чогось більшого від такого простого пристрою безглуздо, схемотехніка його дуже проста.

Шифрування або "прив'язка" пульта до приймача.

Спочатку, брелок та приймальний модуль незашифровані. Іноді кажуть, що не "прив'язані".

Якщо купити та використовувати два комплекти радіомодулів, то приймач спрацьовуватиме від різних брелоків. Аналогічно буде і з приймальним модулем. Два приймальні модулі будуть спрацьовувати від одного брелока. Щоб цього не відбувалося, застосовується фіксоване кодування. Якщо придивитися, то на платі брелока та на платі приймача є місця, де можна напаяти перемички.

Висновки від 1 до 8 у пари мікросхем кодерів/декодерів ( PT2262/PT2272) служать для встановлення коду. Якщо придивиться, то на платі пульта керування поруч із висновками 1 - 8 мікросхеми є луджені смужки, а поряд з ними літери Hі L. Літера H означає High ("високий"), тобто високий рівень.

Якщо паяльником накинути перемичку від виведення мікросхеми до смужки з позначкою H, то тим самим подамо високий рівень напруги в 5V на мікросхему.

Літера L відповідно означає Low ("низький"), тобто, накидаючи перемичку з виведення мікросхеми на смужку з літерою L,ми встановлюємо низький рівень 0 вольт на виведенні мікросхеми.

На друкованій платі не вказано нейтрального рівня - N. Це коли виведення мікросхеми як би "висить" у повітрі і ні до чого не підключено.

Таким чином, фіксований код задається 3 рівнями (H, L, N). При використанні 8 висновків для встановлення коду виходить 3 8 = 6561 можливих комбінацій! Якщо взяти до уваги, що чотири кнопки у пульта також беруть участь у формуванні коду, то можливих комбінацій стає ще більше. В результаті випадкове спрацювання приймача від чужого пульта з іншим кодуванням стає малоймовірним.

На платі приймача позначок як букв L і H немає, але немає нічого складного, оскільки смужка L підключена до мінусового дроту на платі. Як правило, мінусовий або загальний (GND) провід виконується у вигляді великого полігону та займає на друкованій платі велику площу.

Смужка H підключається до ланцюгів з напругою 5 вольт. Думаю, зрозуміло.

Я встановив перемички в такий спосіб. Тепер мій приймач від іншого пульта вже не спрацює, він дізнається тільки "свій" брелок. Природно, розпаювання має бути однаковим як у приймача, так і у пульта-передавача.

До речі, думаю, ви вже зрозуміли, що якщо потрібно керувати кількома приймачами від одного пульта, то просто розпаюємо на них таку саму комбінацію кодування, як на пульті.

Варто зазначити, що фіксований код не складно зламати, тому не рекомендую використовувати дані приймально-передаючі модулі в пристроях доступу.