2298-99 Pilot radiowy.pdf

Projekty AVT

2298/99

radiowy

Do czego to służy?

Wstyd się przyznać, ale przez te kilka lat

istnienia EdW nie opublikowaliśmy jeszcze

ani jednego opisu pilota zdalnego sterowa−

nia wykorzystującego do transmisji danych

fale radiowe. Było to spowodowane ogólnie

znaną niechęcią, jaką żywią elektronicy, a w

szczególności niżej podpisany, do wszelkie−

go rodzaju cewek i strojonych indukcyjnoś−

ci. Muszę się Wam przyznać, że nigdy je−

szcze „nie wyszedł“ mi jakikolwiek odbior−

nik czy nadajnik radiowy, pomimo że ukła−

dów elektronicznych zaprojektowałem i wy−

konałem raczej sporo. Ponadto, zaprojekto−

wanie i wykonanie nadajnika i odbiornika ra−

diowego to nie wszystko. Układ musi być

na tyle prosty i łatwy w uruchamianiu, aby

poradzili z nim sobie nawet początkujący

Czytelnicy EdW, którzy niejednokrotnie

muszą się jeszcze obywać bez skompliko−

wanych i kosztownych przyrządów pomia−

rowych. Wszystko to spowodowało, że jak

dotąd nie ukazał się w EdW opis aparatury

RC, pomimo że prototyp takiego urządzenia

został już wykonany. Niestety, regulacja te−

go układu przekracza możliwości przecię−

tnego hobbysty i wymaga kosztownej apa−

ratury pomiarowej. Czy zatem nie ma ża−

dnego wyjścia z sytuacji? Jest, jeżeli zasto−

sujemy starą i sprawdzoną zasadę, że jeżeli

jakiegoś szczytu nie można zdobyć, to nale−

ży go obejść bokiem.

Zaprojektowałem dla Was prosty układ

radiowego pilota o zasięgu kilkunastu − kilku−

dziesięciu metrów, który nie będzie wyma−

gał jakiegokolwiek strojenia i regulacji. Nie

będziemy także zmuszeni do nawijania ce−

wek i mozolnego kręcenia trymerami w ce−

lu zestrojenia nadajnika z odbiornikiem. Te

wszystkie problemy zostały „przesko−

czone“ przez zastosowanie gotowych i ze−

strojonych modułów nadajnika i odbiornika,

które można nabyć za stosunkowo nie−

wielką cenę. Producentem tych rewelacyj−

nych układów jest mało w Polsce znana

włoska firma TELECONTROLLI. Zastoso−

wanie tych modułów radykalnie uprościło

konstrukcję nadajnika i odbiornika pilota i

spowodowało że jest on możliwy do wyko−

nania nawet dla elektroników zupełnie nie o−

beznanych z radiotechniką.

Proponowany układ składa się z dwóch

części: dwukanałowego nadajnika umie−

szczonego w typowej obudowie pilota od a−

larmów samochodowych i części odbior−

czej z przekaźnikiem dużej mocy na wyjściu.

Odbiornik może reagować na sygnał ode−

brany z pilota na trzy sposoby:

1. Zwierać styki przekaźnika po naciśnięciu

przycisku w pilocie na określony czas.

2. Rozwierać styki przekaźnika po naciśnię−

ciu przycisku w pilocie na określony czas.

3. Naprzemiennie zwierać lub rozwierać sty−

ki przy odebraniu kolejnych transmisji.

Sygnał nadawany przez pilota jest kodo−

wany co pozwala zastosować wykonany u−

kład do sterowania pracą prostych syste−

mów alarmowych o niezbyt wielkim pozio−

mie zabezpieczenia przed ingerencją niepo−

wołanych osób. Dlaczego tak krytycznie o−

ceniam wykonany przez siebie układ? Po−

wód jest prosty: kod emitowany przez pilo−

ta jest stały (można go zmienić jedynie

„ręcznie“, za pomocą odpowiedniego usta−

wienia zworek w pilocie i odbiorniku). Tak

więc „złamanie“ takiego kodu jest sprawą

dość prostą. To smutne, ale z całą pewnoś−

cią można stwierdzić, że nie wszyscy elek−

tronicy służą dobrej sprawie i niestety, niek−

tórzy z nich przeszli na „ciemną stronę

mocy“, skutecznie zwalczając systemy alar−

mowe i zabezpieczające. Szczególnie prze−

strzegam przed zastosowaniem opracowa−

nego przeze mnie pilota do sterowania sa−

mochodowymi centralkami alarmowymi

połączonymi z układem elektrycznego ot−

wierania drzwi. Samochód z taki alarmem

byłoby znacznie łatwiej ukraść, niż gdyby nie

miał jakiegokolwiek zabezpieczenia elektro−

nicznego.

Proponowany układ pilota nadaje się na−

tomiast doskonale do sterowania urządze−

niami, które raczej nie zostaną

„zaatakowane“ przez złodziei wyposażo−

nych w elektroniczne układy służące deszyf−

rowaniu kodu. Może być użyty do otwiera−

nia drzwi od klatek schodowych, a także ja−

ko sterownik elektrycznie napędzanej bra−

my wjazdowej. Nasz pilot nadaje się też zna−

komicie do włączania i wyłączania wszelkie−

go rodzaju domowych „bajerków“, takich

jak sterownika przesuwania zasłon.

Rys. 1. Uproszczony schemat blokowy

modułu nadajnika

Jak to działa?

Kluczową częścią urządzenia są dwa

gotowe moduły:

Moduły te, a także wiele innych produ−

kowanych przez wspomnianą firmę zo−

stały już bardzo wyczerpująco opisane w

sierpniowym numerze Elektroniki Prakty−

cznej i dlatego podam teraz tylko ich naj−

ważniejsze parametry techniczne.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/98

Pilot

Projekty AVT

Rys. 2. Schemat blokowy modułu odbiorczego

ne jest do zmiany kanału na którym ma pra−

cować nadajnik. Układ nadajnika dołączony

jest na stałe do plusa zasilania i posiada dwa

włączniki S1 i S2 doprowadzające napięcie

od minusa baterii. Jeżeli naciśniemy na

przycisk S2 to układ IC1 będzie generował

kod zgodny z połączeniem wejść adreso−

wych A1...A8, natomiast wejście A9 nie

będzie połączone z niczym. Po naciśnięciu

przycisku S1 wejście adresowe A9 zostanie

przez diodę D1 zwarte z minusem zasilania

i układ wygeneruje drugi z ustawionych ko−

dów.

Układ nadajnika może być zasilany napię−

ciem stałym z przedziału 5 ... 15VDC, naj−

częściej będzie to bateria 12V przeznaczona

do pracy w pilotach do alarmów samocho−

dowych.

Układ odbiorczy podzielony został na

dwie części: jedna, pokazana na rysunku 4,

zawiera wyłącznie moduł odbiorczy wraz z

stabilizatorem napięcia +5VDC, a druga po−

zostałą część odbiornika. Ten podział spo−

wodowany został dwoma przyczynami. Po

pierwsze, takie rozwiązanie umożliwia od−

łączenie modułu odbiornika i zastosowanie

tego stosunkowo drogiego układu w innym

urządzeniu. Po drugie, pozwala na umie−

szczenie modułu odbiorczego w pewnej od−

ległości od reszty układu i zapewnienie mu

optymalnych warunków odbioru transmisji

radiowej.

Blok odbiornika jest układem niezwykle

prostym, którego jedynym zadaniem jest

zasilanie modułu odbiorczego. Zastosowa−

ny stabilizator IC1 zapewnia dostarczenie

właściwego napięcia do modułu odbiornika,

niezależnie od napięcia dostarczanego z u−

kładu współpracującego.

Nadajnik R(adio)T(ransmitter)1.

Częstotliwość fali nośnej nadajnika

dostarczanego na polski rynek:

433,92MHz +/− 0,5MHz

Napięcie zasilania: 9 ... 14VDC

Pobierany prąd: 3mA

Maksymalna częstotliwość transmisji

danych: 4kHz

Wymiary: 7,6 x 19 mm

Nadajnik nie wymaga stosowania ja−

kiejkolwiek anteny.

Odbiornik R(adio) R(receiver) 4

Odbiornik superreakcyjny o stałej

częstotliwości odbioru

Częstotliwość robocza odbiornika do−

starczanego na polski rynek:

433,92MHz +/− 0,2MHz

Napięcie zasilania:

5VDC (standard TTL)

Pobierany prąd: 2,5mA

Napięcie wyjściowe: TTL

Czułość: −105dBm (2,2µV Vrms)

Maksymalna częstotliwość transmisji

danych: 2kHz

Antena: odcinek przewodu dłu−

gości kilkunastu centymetrów

Schemat blokowy modułu nadawcze−

go został pokazany na rysunku 1 , a mo−

dułu odbiorczego na rysunku 2.

Schemat elektryczny proponowanego u−

kładu został pokazany na trzech rysunkach:

na rysunku 3 widzimy schemat nadajnika, a

na rysunku 4 i 5 odbiornika i układu wyko−

nawczego. Zanim jednak przejdziemy do a−

nalizy tych schematów zajmijmy się chwilę

zastosowanym modułami toru transmisji ra−

diowej. Obydwa moduły wykonane zostały

w cienkowarstwowej technologii hybrydo−

wej. Egzemplarze sprzedawane w Polsce

(dostępne także w ofercie handlowej AVT)

dostrojone są do obowiązującej dla tego ro−

dzaju urządzeń częstotliwości 433,92MHz.

Umożliwiają one szeregową transmisję da−

nych cyfrowych z maksymalną częstotli−

wością 2kHz. Nie jest to wiele, ale zupełnie

wystarczająco do większości zastosowań

hobbystycznych. Z pewnością wielu Czytel−

ników przede wszystkim interesuje zasięg

działania proponowanego układu. Podczas

testów okazało się, że umożliwia on

łączność nawet do 100 i więcej metrów, ale

pod warunkiem że pomiędzy nadajnikiem i

odbiornikiem nie znajdują się żadne prze−

szkody, mogące w znaczącym stopniu tłu−

mić fale radiowe.

Nadajnik pilota, pokazany na rysunku 3,

skonstruowany został z wykorzystaniem

„dyżurnej“ kostki kodera − MC145026. Z

tym układem, a także z jego bratem syjam−

skim − MC145028 spotkaliśmy się już pod−

czas konstruowania prostej samochodowej

centralki alarmowej AVT−2078. Układ posia−

da 9 wejść kodujących, co umożliwia usta−

wienie 19863 kombinacji kodu. W układzie

MC145026, podobnie jak w jego odpowie−

dniku − dekoderze MC145028 zastosowano

ciekawą metodę programowania w syste−

mie trójkowym (znaną nam już z opisu ukła−

dów z serii UM3758 i wspomnianej central−

ki alarmowej). Każde z wejść programu−

jących może zostać ustawione w trzech sta−

nach: połączone z masą, połączone z plu−

sem zasilania i w stanie trzecim − „wiszące

w powietrzu“. Niezwykle interesujący jest

sposób, w jaki układ sprawdza stan wejść

programujących. Bardzo małym prądem

stara się wymusić na tych wejściach kolej−

no stan wysoki i stan niski. Jeżeli obie pró−

by powiodą się, oznacza to że na badanym

wejściu panuje stan „trzeci“.

W naszym układzie dla użytkownika do−

stępne jest jedynie osiem wejść koduj−

ących. Dziewiąte wejście − A9 wykorzysta−

Rys. 3. Schemat ideowy nadajnika

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/98

Projekty AVT

układu wykonawczego, a kolejne je−

go wyłączenie.

Tranzystor T2 steruje układem

wykonawczym, którym w naszym u−

rządzeniu jest przekaźnik REL1. Za−

stosowanie przekaźnika zamiast

tranzystora mocy czy triaka zostało

spowodowane chęcią zbudowania

układu maksymalnie uniwersalnego.

Triak mógłby pracować jedynie w ob−

wodzie prądu przemiennego, tranzy−

stor w układach zasilanych napię−

ciem stałym, natomiast dla przekaź−

nika rodzaj przełączanego prądu jest

w zasadzie obojętny. Ponadto przekaźnik

może przewodzić relatywnie duże prądy

bez stosowania jakiegokolwiek chłodzenia.

Za pomocą jumpera JP1 możemy wy−

brać jeden z dwóch trybów pracy układu. W

położeniu JP1 takim, jak na schemacie u−

kład będzie działał w trybie naprzemiennym,

po każdym odebraniu prawidłowego kodu

na przemian włączając i wyłączając przekaź−

nik. Jeżeli jumper JP 1 przestawimy w prze−

ciwne położenie, to układ będzie pracował

w trybie chwilowym: styki przekaźnika będą

zwarte przez czas określony pojemnością

C3 i rezystancją R5 + PR1

Układ może być zasilany napięciem sta−

łym z zakresu 15...24VDC, niekoniecznie

stabilizowanym.

my podczas montażu płytki pilota będzie

wykonanie styków do baterii. Można je

wyciąć z kawałków sprężystej blaszki, np.

z styków uszkodzonego przekaźnika. Me−

todą alternatywną może być proste przylu−

towanie bateryjki do płytki z pomocą od−

cinków srebrzanki, tak jak to zrobiono w

przypadku układu modelowego. Takie roz−

wiązanie zapewnia doskonałą pewność

dołączenia zasilania do układu, a konie−

czność sięgnięcia po lutownicę przecię−

tnie raz na dwa lata (na tyle mniej więcej

Rys. 4. Schemat ideowy odbiornika

Na rysunku 5 został pokazany schemat

najbardziej rozbudowanej części układu −

centralki pilota. Do wejścia CON4 dołączony

jest opisany wyżej układ odbiornika. Zda−

niem tranzystora T4 jest dopasowanie po−

ziomów napięć panujących w obydwóch

częściach układu, a tranzystor T3 pełni rolę

inwertera przywracającego właściwą pola−

ryzację sygnału zanegowanego przez T4. U−

kład IC3 − MC145028 dekoduje odebrany

sygnał i porównuje go z ustawionym ko−

dem. Jeżeli dwa kolejne porównania wy−

padną pozytywnie, to na wyjściu VT (Valid

Transmission) pojawia się stan wysoki. Stan

ten, po zanegowaniu przez tranzystor T1 zo−

staje doprowadzony do wejścia wyzwa−

lającego przerzutnika monostabilnego IC1A

powodując wygenerowanie przez ten układ

impulsu o czasie trwania określonym po−

jemnością C3 i rezystancją R5 + PR1.

Wytworzony przez IC1A impuls dopro−

wadzany jest do wejścia zegarowego prze−

rzutnika typu D − IC4A. Przerzutnik ten pra−

cuje w układzie tzw. „dwójki liczącej“, co o−

znacza że każdy kolejny impuls doprowa−

dzony do jego wejścia zegarowego powo−

duje zmianę stanu przerzutnika na przeciw−

ny. Tak więc jedno naciśnięcie przycisku w

pilocie i odebranie przez układ odbiorczy pra−

widłowej transmisji spowoduje włączenie

Wykaz elementów.

Nadajnik

Kondensatory

10nF

220nF

Rezystory

43k

1,2k

Półprzewodniki

D1 1N4148 lub odpowiednik

D2 dioda LED, czerwona 3mm

MC 14026

Pozostałe

Q1 moduł nadawczy 430 MHz RT1 (nie

wchodzi w skład kitu, dostępny w ofercie han−

dlowej AVT)

S1, S2 przyciski typu RESET lutowane w

płytkę

Układ wykonawczy

Montaż i uruchomienie.

Na rysunku 6 została pokazana płytka

drukowane układu pilota, od którego roz−

poczniemy budowę urządzenia. Płytka zo−

stała wykonana na laminacie dwustron−

nym z metalizacją i zwymiarowana pod

obudowę pilota samochodowego. Montaż

pilota wykonujemy w typowy sposób, z je−

dnym wyjątkiem: zastosowanie podstaw−

ki pod układ scalony IC1 − MC14026 jest

absolutnie zabronione ponieważ spowo−

dowałoby niemożność zamknięcia obudo−

wy. Jedynym problemem na jaki napotka−

Kondensatory

C1 22nF

C2, C5, C7

100nF

470uF/25

220uF/16

Rezystory

PR1 potencjometr montażowy miniatu−

rowy 200k

51k

Ω

R3, R5, R8 24k

220k

Ω

R4, R6, R7 5,6k

Rys. 5. Schemat ideowy układu wykonawczego

Półprzewodniki

D1 1N4148 lub odpowiednik

IC1 4098

IC2 7812

IC3 MC14028

IC4 4013

T1, T2, T3, T4 BC548 lub odpowiednik

Pozostałe

CON1, CON2 ARK3

CON4 ARK3 3,5mm

CON3 ARK2 3,5 mm

JP1 3x goldpin + jumper

REL1

przekaźnik RM−82/12V

Odbiornik

IC1 78L05

47uF/10

100nF

UWAGA! Modyuły nadawczy i odbiorczy nie

wchodzą w skład kitów AVT 2298 i AVT 2299

i należy je zamówić oddzielnie

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/98

24k

220nF

Projekty AVT

datkowa ścieżka,

dołączona do pun−

ktu oznaczonego ja−

ko AER, będącego

wejściem anteno−

wym odbiornika i o−

taczająca całą

płytkę. Nie miałem

możliwości tego

sprawdzić doświad−

czalnie, ale można

przypuszczać nie bez podstaw, że może ona z powodzeniem

pełnić rolę anteny. Jeżeli okaże się, że skuteczność jej jest nie

wystarczająca, to pozostaje zgodnie z instrukcją producenta mo−

dułu zastosować przewód o długości kilkunastu centymetrów.

Jak już wiemy, wykonany przez nas pilot może współpraco−

wać z dowolną ilością odbiorników, w tym przy wykorzystywa−

niu dwóch kanałów, z dwoma znajdującymi się jednocześnie w

jego zasięgu. Także odbiornik może być sterowany dowolną iloś−

cią pilotów o identycznie zaprogramowanym kodzie. Z tych

względów produkowane będą dwa kity: AVT−2299 zawierający

płytki i elementy potrzebne do budowy pilota

i AVT−2298, który zastosujemy do budowy części odbiorczej.

Zbigniew Raabe

Rys. 6. Schemat montażowy nadajnika

czasu starcza bateria przy przeciętnie intensywnej eksploatacji)

nie wdaję się być zbyt uciążliwa.

Zmontowaną płytkę pilota wraz z podłączoną bateryjką zamyka−

my w obudowie i bierzemy się za montaż części odbiorczej układu.

Na rysunku 7 pokazana została płytka drukowana układu odbiornika.

Jak zwykle rozpoczynamy montaż układu od elementów o naj−

mniejszych wymiarach i podstawek pod układy scalone. Montaż

wykonujemy wyjątkowo starannie, licząc się z tym, że być może

nasze urządzenie będzie pracować w niekorzystnych warunkach

atmosferycznych (np. układ do otwierania bramy wjazdowej). Po

zmontowaniu całości i optycznym sprawdzeniu poprawności poł−

ączeń wkładamy układy scalone w podstawki i łączymy ze sobą

za pomocą odcinków srebrzanki moduł odbiornika z płytką ba−

zową. Do złącza CON3 dołączamy napięcie zasilające, które mo−

że wynosić 16 ... 24VDC i rozpoczynamy sprawdzanie popra−

wności działania układu.

Jeżeli posiadamy oscyloskop, to dołączamy jego sondę do wej−

ścia DATA IN IC3 i naciskamy przycisk w pilocie. Jeżeli wszystko

jest OK, to na ekranie oscyloskopu powinien ukazać się ciąg im−

pulsów prostokątnych o zmiennym wypełnieniu, a po dołączeniu

sondy oscyloskopu do wyjścia VT IC3 powinniśmy stwierdzić wy−

stępowanie na nim stanu wysokiego. W przypadku braku oscylo−

skopu dołączamy woltomierz lub próbnik stanów logicznych od ra−

zu do wyjścia VT. Następnie ustawiamy jumper JP1 w pozycji ta−

kiej, jak na schemacie i sprawdzamy, czy po każdym naciśnięciu

przycisku przekaźnik REL1 zmienia swój stan na przeciwny. Ostat−

nią czynnością będzie wyregulowanie za pomocą potencjometru

montażowego PR1 czasu trwania impulsu generowanego przez

IC1A, a tym samym czas zwierania styków przekaźnika przy im−

pulsowym trybie pracy. W przypadku, gdyby pomimo regulacji

czas ten okazał się za krótki, możemy wymienić C3 na inny, o wię−

kszej pojemności. Możemy także zwiększyć wartość potencjome−

tru

montażowego

PR1

i lub rezystora R5.

Pozostały nam jeszcze dwie sprawy do omówienia: ustawianie

kodu i problem anteny odbiorczej. Kod, oczywiście identyczny w

nadajniku i odbiorniku, ustawiamy zwierając kropelkami cyny wej−

ścia adresowe kodera i dekodera do masy, do plusa zasilania lub

też pozostawiając je nie podłączone do niczego. Jest jednak jeden

wyjątek: wejście adresowe A9 w układzie odbiornika. Możemy je

dołączyć do masy, jeżeli korzystać będziemy z kanału 1 pilota lub

pozostawić nie podłączone w przypadku korzystania z kanału 2.

No i jeszcze ta nieszczęsna antena: producent modułu odbior−

nika zaleca zastosować w jej roli krótki odcinek przewodu i takie

też rozwiązanie zostało zastosowane w układzie prototypowym

i jest zalecane Użytkownikom układu. Pomyślałem jednak, że po

co „ozdabiać“ nasz odbiornik dodatkowymi przewodami. Na

płytce produkcyjnej okładu odbiornika została umieszczona do−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 11/98

Rys. 7. Schemat montażowy odbiornika

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: