|
Τα τηλεχειριστήρια βρίσκονται παντού και ελέγχουν από τους συναγερμούς
αυτοκινήτων μέχρι τις ειδικές λειτουργίες του Video. Δεν είναι
λοιπόν απίθανο να θελήσετε κάποτε να ελέγξετε ασύρματα από μία
κατασκευή σας (ή ακόμα και το computer) μία συσκευή που χρησιμοποιεί
τηλεχειριστήριο.
Υπάρχουν διαφόρων
ειδών πρωτόκολλα <...>
για τα τηλεχειριστήρια και δυστυχώς η κάθε εταιρεία χρησιμοποιεί
το δικό της ή και πολλές φορές περισσότερα από ένα. Παρ'όλα αυτά
η βασική αρχή της μετάδωσης είναι μία:
 |
| Σχ.1 Διαμόρφωση σήματος |
Όταν πατηθεί ένα κουμπί στο τηλεχειριστήριο εξάγεται με βάση το
πρωτόκολλο ένα σήμα το οποίο δεν είναι άλλο από τον κωδικό του τηλεχειρηστηρίο
και του κουμπιού που πατήθηκε. Η μορφή αυτού του σήματος είναι δυαδική
δηλαδή 0 και 1 (Σχ.1α). Εκτώς αυτού υπάρχει ένα φέρον σήμα το οποίο
βρίσκεται πάντα στα 30-40kHz (Σχ.1β). Από των πολαπλασιασμό των
δύο παραπάνω προκύπτει το διαμορφωμένο σήμα (Σχ.1γ) το οποίο τελικά
καταλήγει στο Led υπερύθρων.
Γιατί όλη
αυτή η ιστορία; Το φέρον των 30-40kHz δίνει την δυνατότητα στον
δέκτη να ξεχωρίζει το πραγματικό σήμα από τυχόν άσχετα σήματα
όπως του ηλιακού φωτός, τα παράσιτα των λαμπών πυρακτώσεως κ.α.
Το πρόβλημα
Το σήμα του κουμπιού (Σχ.1α) είναι σχετικά χαμηλής
συχνότητας και το παράγει συνήθως κάποιος μικροεπεξεργαστής, έτοιμο
ολοκληρωμένο ή το computer. Παρ'όλα αυτά το φέρον είναι σε μία
αρκετά υψηλότερη συχνότητα. Αυτό είναι πάρα πολύ δύσκολο να κατασκευαστεί
χωρίς να "παγώνει" ο μικροεπεξεργαστής ή το PC κατά
τη διάρκεια της εκπομπής. Πράγματι, ένα σήμα 35kHz έχει περίοδο
28μS το οποίο σημαίνει για το σύστημά μας ότι θα πρέπει να κάνει
interupt κάθε 14μS, μία για το ανοδικό και μία για το καθοδικό
μέτωπο του παλμού.
Αυτό για ένα PIC στα 4MHz με 1μS χρόνο εκτέλεσης εντολής σημαίνει
ότι θα πρέπει συνεχώς να βρίσκεται σε κατάσταση interupt ενώ για
ένα AVR στα 8MHz, τα πράγματα είναι ελαφρώς καλύτερα και θα εργάζεται
απλά στην μισή ταχύτητα κατα την διάρκεια εκπομπής.
Όσο για το PC, τα πράγματα είναι πραγματικά άσχημα. Μόνο το linux
δίνει την δυνατότητα παραγωγής τέτοιων σημάτων και το dos πιό
δύσκολα, ενώ στα windows είναι σχεδόν αδύνατο. Από την άλλη για
να πετύχετε το παραπάνω, θα πρέπει να εργαστείτε σε assembly ή
C και καταχρηστικά σε pascal ενώ σε άλλες γλώσσες απλά το ξεχνάμε.
Η λύση
Η μόνη λύση για να αποσυμφορίσουμε το software από την παραγωγή
του φέροντος (ούτως ή άλλως από την αρχή δεν φαινόταν να είναι
δουλειά του) είναι να χρησημοποιήσουμε ένα απλό κυκλωματάκι. Στην
ουσία το αυτό που κάνει το κύκλωμά μας είναι όταν δίνουμε την
κυματομορφή του Σχ.1α να στέλνει υπέρυθρες ακτίνες της μορφής
του Σχ.1γ.
Όταν το κατασκεύασα μερικώς με SMD, το μέγεθός του ήταν 2 x 2,5cm
συμπεριλαμβανωμένων δύο LED εκπομπής και μίας μονάδας οδήγησης
(τα οποία από μόνα τους καταλαμβάνουν το 50% του χώρου). Άν χρησιμοποιηθούν
εξ'ολοκλήρου SMD, το κύκλωμα δεν θα ξεπερνάει τα 2cm2!
Εκτώς αυτού η συχνότητα του φέροντος μπορεί πλέον να ρυθμίζεται
με το χέρι δίνωντας έτσι πολύ καλύτερη ακρίβεια από τις κβαντισμένες
τιμες που προσφέρει το software.
Αναλυτικά
Ο διαμορφωτής μας δεν είναι άλλο από μία ακόμα εφαρμογή του
δημοφιλούς 555. Το πιό προτώτυπο ίσως είναι η χρήση του ακροδέκτη
4 (reset) ο οποίος συνήθως οδηγείται στο +. Στην περίπτωσή μας
αυτός ο δέκτης δέχεται το σήμα από το computer ή τον μικροελεγκτή
και εάν η λογική του στάθμη είναι 1 αφήνει τον ταλαντωτή να ταλαντώνει.
Αν είναι 0, οδηγεί το κύκλωμα στην αδράνεια και την έξοδο (3)
σε λογικό 0.
 |
| Το κύκλωμα του διαμορφωτή |
Η συχνότητα ταλάντωσης του U1 δίνεται από τον τύπο .
Για μία συχνότητα 35kHz η αντίσταση R2 πρέπει να είναι περίπου
3,5kΩ. Επειδή όμως υπάρχουν μεγάλες αποκλίσεις ανάλογα με την
τάση τροφοδοσίας, είναι καλύτερο να χρησημοποιηθεί αντί για σταθερή
αντίσταση ένα μικρό ποντεσιόμετρο.
Τέλος το transistor Q1 ενισχύει το σήμα εξόδου (3) του 555 για
να οδηγήσει τα Led υπερύθρων. Δύο Led είναι απαραίτητα μόνο αν
σκοπεύετε να έχετε τον πομπό σε πολύ μεγάλη απόσταση από την συσκευή.
Το μειονέκτημα σε αυτή την περίπτωση είναι η ελαφρώς αυξημένη
κατανάλωση ρεύματος. Αν χρησιμοποιήσετε 2 Led πρέπει να παραλείψετε
την αντίσταση R4.
Πρακτικά
Ας έρθουμε λοιπόν και στο πρακτικό μέρος. Tα υλικά που θα χρειαστείτε
είναι τα εξής:
| Υλικά |
| R1 |
1k (**) |
| R3 |
330Ω (**) |
| R4 |
39Ω (*) (**) |
| R2 |
Ποντεσιόμετρο 5k |
| C1,2 |
10nF |
| U1 |
NE555 (**) |
| Q1 |
BC547 |
| D1,2 |
Led υπερύθρων (*) |
| J1 |
Ακιδοσειρά 3 ακίδων |
| *
Ή 2 Led ή η R3 |
| **
Τα R1,3,4 και U3 σε μορφή SMD |
Ο μόνος καλός λόγος για να πραγματοποιήσετε την κατασκευή αυτή
με SMD είναι η διαστροφή. Αν παρ'όλα αυτά αποφασίσετε να το κάνετε
η παρακάτω πλακέτα θα σας ικανοποιήσει απόλυτα.
 |
Η πλακέτα
της κατασκευής |
 |
Το μέγεθος της είναι 1,7 χ 1,7cm (δηλαδή λίγο μεγαλύτερη από το
νύχι του αντίχειρα!!!) και μπορούσε να γίνει ακόμα μικρότερη.
Η ρύθμιση του ποντεσιομέτρου R2 δεν είναι κρίσιμη. Το μόνο που
επηρεάζει είναι η εμβέλεια εκπομπής. Για την ρύθμισή του, αφότου
έχουμε βεβαιωθεί ότι (από κοντά) το σύστημα λειτουργεί, τοποθετούμε
την συσκευή που θέλουμε να χειριστούμε σε όλο και μεγαλύτερη απόσταση
από το κύκλωμά μας και ρυθμίζουμε την R2 ώστε να πιάνει όσο το
δυνατόν μακρύτερα.
Για τους
ΣΕΜΦΙΤΕΣ: Η ακολουθία των θέσεων της R2 συγκλίνει σε ένα σημείο
x0 στο οποίο εμφανίζεται το supremum της εμβέλειας!
Το κύκλωμα αυτό είναι πολύ χρήσιμο κυρίως για όσους ασχολούνται
ερασιτεχνικά με μικροελεγκτές και θέλουν πολύ εύκολα να προσθέσουν
τη δυνατότητα να χειρίζονται συσκευές από απόσταση. |