Radiowy przedłużacz pilotów
P R O J E K T Y
Radiowy przedłużacz
pilotów, część 1
AVT-559
Pomysł budowy
ìprzedÅ‚uÅ‚aczaî zrodziÅ‚ siÍ,
gdy autor, utrudzony
całodzienną pracą, musiał
wstaĘ z wygodnego fotela
stojÄ…cego przed komputerem
(słułącym w tym przypadku
jako odbiornik - monitor
telewizyjny) i pÛjśĘ do
sÄ…siedniego pokoju, aby
zmieniĘ kanał w tunerze
satelitarnym.
Oczywiście, aby zmieniĘ kanał
w tunerze satelitarnym stojÄ…cym
w innym pokoju, mołna wyko-
rzystaĘ jeden z ìprzedÅ‚uÅ‚aczyî,
opisanych chociałby na łamach
Elektroniki Praktycznej czy Elek- radiowej transmisji danych,
troniki dla Wszystkich. Jednak - kontrola poprawności danych
prezentowane w tych artykułach (CRC) przesyłanych kanałem ra-
układy wymagały albo przeciąga- diowym,
nia przewodÛw z pomieszczenia - prosta wizualizacja pracy
do pomieszczenia, albo przynaj- ukÅ‚adÛw (sygnalizacja odebrania
mniej wykorzystania tego samego polecenia z pilota i wysłania pa-
egzemplarza pilota zdalnego ste- kietu danych drogÄ… radiowÄ…,
rowania. Do sterowania tunerem sygnalizacja odebrania danych
z innego pomieszczenia autor po- z kanału radiowego, itp.).
stanowił wykorzystaĘ inny egzem-
plarz pilota niÅ‚ oryginalny (ten Opis ukÅ‚adÛw nadawczo-
ostatni pozostawiajÄ…c w pokoju odbiorczych - czÍśĘ
z tunerem), gdyÅ‚ jak wynika z do- sprzÍtowa
Å›wiadczenia, przemieszczanie pi- CaÅ‚y zestaw skÅ‚ada siÍ z dwÛch
lota z miejsce na miejsce unie- płytek, zawierających repeatery
moÅ‚liwia jego odnalezienie w mo- sygnaÅ‚Ûw zdalnego sterowania,
mencie, gdy jest najbardziej wykorzystujÄ…ce rÛÅ‚ne media trans-
potrzebny. misyjne: podczerwieÒ i fale radio-
Zaprojektowany układ ma na- we.
stÍpujÄ…ce cechy: Pierwszy przemiennik IR-RF
- moÅ‚liwośĘ wykorzystania dowol- (podczerwieÒ - fale radiowe) de-
nego pilota pracującego w stan- koduje sygnały z pilota zdalnego
dardzie RC5, sterowania pracujÄ…cego w standar-
- radiowa transmisja danych po- dzie RC5 i uzyskanÄ… w ten sposÛb
miÍdzy odbiornikiem i nadajni- informacjÍ retransmituje drogÄ… ra-
kiem podczerwieni, diowÄ… do drugiego przemiennika
- programowa regeneracja impul- RF-IR (fale radiowe - podczer-
sÛw po stronie odbiornika ra- wieÒ). Przemiennik ten odbiera,
diowego (nadajnika podczerwie- dekoduje i odpowiednio przetwa-
ni), poprawiajÄ…ca niezawodnośĘ rza informacjÍ (m.in. zamienia
Elektronika Praktyczna 2/2004
37
Radiowy przedłużacz pilotów
ne przez tranzystor T1 i podawa-
ne na wejścia przerwania mikro-
kontrolera AT89C2051. CzÍśĘ
układu złołona z multiwibratora
astabilnego NE555, tranzystora T2
oraz dwÛch diod IRED jest mo-
dulatorem podczerwieni wytwa-
rzajÄ…cym falÍ noÅ›nÄ… o czÍstotli-
wości 36 kHz. Modulator stero-
wany jest sygnałem z portu P1.7
mikrokontrolera. Poziom niski na
tym wyjściu mikrokontrolera
wprowadza wejście zerowania ti-
mera 555 w stan aktywny, powo-
dujÄ…c wymuszenie poziomu nis-
Rys. 1. Schemat przemiennika IR-RF
kiego na wyjściu i brak wystero-
adres urzÄ…dzenia RC5, zamienia SposÛb kodowania sygnaÅ‚Ûw wania tranzystora T2 i diod IRED.
niektÛre kody rozkazÛw), a na- dla nadajnika zostanie opisany JeÅ‚eli na tymÅ‚e wejÅ›ciu timera
stÍpnie ponownie koduje zgodnie dalej. Komentarza wymaga sposÛb pojawi siÍ poziom wysoki, wÛw-
ze standardem RC5 i przesyÅ‚a do podÅ‚Ä…czenia wejÅ›cia danych na- czas ukÅ‚ad generuje falÍ prosto-
modulatora (nadajnika) podczer- dajnika, ktÛre jest sterowane bez- kÄ…tnÄ… o czÍstotliwoÅ›ci i wspÛÅ‚-
wieni. DziÍki zastosowaniu trans- poÅ›rednio z portu P1.7 mikrokon- czynniku wypeÅ‚nienia regulowa-
misji radiowej pomiÍdzy prze- trolera. Sam nadajnik zasilany jest nym za pomocÄ… potencjometrÛw
miennikami, jest moÅ‚liwe przesy- napiÍciem 12 V (w celu uzyskania P1 i P2. DiodÍ D1 dodano w celu
Å‚anie sygnaÅ‚Ûw zdalnego sterowa- wiÍkszej mocy wyjÅ›ciowej), jed- uzyskania moÅ‚liwoÅ›ci zmiany
nia na znacznie wiÍksze odlegÅ‚oÅ›- nak zgodnie z dokumentacjÄ… do wspÛÅ‚czynnika wypeÅ‚nienia w peÅ‚-
ci nił w przypadku zastosowania wysterowania jego wejścia danych nym zakresie (bez diody D1 moł-
podczerwieni jako medium trans- wystarcza sygnał o amplitudzie na jedynie uzyskaĘ wypełnienie
misyjnego. OdlegÅ‚ośĘ ta zaleÅ‚na 5 V. NapiÍcie o takiej (mniej wiÍ- >50%). Tranzystor T2 pracuje ja-
jest od parametrÛw toru radiowe- cej) amplitudzie dostÍpne jest ko klucz, bezpoÅ›rednio sterujÄ…cy
go oraz od warunkÛw otoczenia. bezpoÅ›rednio na linii portu mik- diodami IRED. Z portÛw P1.1
Schemat układu przemiennika rokontrolera, dlatego nie ma i P1.2 sterowane są diody LED
IR-RF przedstawiono na rys. 1. potrzeby stosowania dodatkowych sygnalizujÄ…ce stan pracy prze-
Jako jednostkÍ centralnÄ… zastoso- ukÅ‚adÛw przesuwania poziomu. miennika. CaÅ‚y ukÅ‚ad zasilany jest
wano mikrokontroler AT89C2051. Przemiennik IR-RF zasilany jest napiÍciem 5 V z zasilacza wtycz-
Do odbioru sygnaÅ‚Ûw z pilota zdal- napiÍciem 12 V z niewielkiego za- kowego.
nego sterowania wykorzystano sca- silacza wtyczkowego.
lony odbiornik podczerwieni. Jako Układ drugiego przemiennika - Działanie przedłułacza
nadajnik radiowy zastosowano RF-IR - jest nieco bardziej skom- radiowego
hybrydowy moduł RT4 firmy Te- plikowany. Jego schemat zamiesz- W wersji pierwotnej radiowy
lecontrolli pracujÄ…cy ze stosunko- czono na rys. 2. Jako odbiornik przedÅ‚uÅ‚acz pilotÛw akceptuje
wo niewielkÄ… mocÄ… (max. 10 radiowy zastosowano superreak- sygnaÅ‚y pilotÛw, ktÛrych adres
dBm) na czÍstotliwoÅ›ci 433,92 cyjny, hybrydowy moduÅ‚ RR3 fir- urzÄ…dzenia RC5 jest rÛwny 00h
MHz. Nadajnik pracuje z modula- my Telecontrolli. Dane z modułu (pilot od OTV Elemis), zamienia-
cjÄ… ASK. odbiornika radiowego sÄ… negowa- jÄ…c go po stronie przemiennika
Rys. 2. Schemat przemiennika RF-IR
Elektronika Praktyczna 2/2004
38
Radiowy przedłużacz pilotów
RF-IR na adres 16h (pilot od
tunera satelitarnego). Dodatkowo
radiowy przedÅ‚uÅ‚acz pilotÛw do-
konuje zamiany niektÛrych kodÛw
rozkazÛw, tak aby ukÅ‚ady klawia-
tury obu pilotÛw byÅ‚y zgodne.
W przypadku poprawnego odebra-
nia polecenia RC5 w przemienni-
ku IR-RF, na krÛtko zapala siÍ
dioda LED sygnalizujÄ…ca ten fakt.
Rys. 3. Kodowanie RC5
Jełeli adres urządzenia RC5 jest
rÛÅ‚ny od 00h, wÛwczas dioda
Å›wieci siÍ znacznie dÅ‚uÅ‚ej (kod Kod RC5 charakteryzuje siÍ go dekodowanego sygnaÅ‚u i jedno-
polecenia nie jest transmitowany jednakowym czasem trwania cześnie oznacza, łe odebrany zo-
do drugiego przemiennika RF-IR). wszystkich bitÛw. Zmiana pozio- staÅ‚ pierwszy bit o wartoÅ›ci lo-
PomyÅ›lne odebranie danych z to- mu sygnaÅ‚u (zbocze narastajÄ…ce gicznej 1. NastÍpnie dekodowa-
ru radiowego sygnalizowane jest lub opadajÄ…ce) w poÅ‚owie prze- nych jest pozostaÅ‚ych 13 bitÛw
krÛtkim migniÍciem zielonej dio- dziaÅ‚u czasowego przypisanego (odebranie kolejno 14 bitÛw sta-
dy LED w przemienniku RF-IR. kałdemu bitowi określa logiczną nowi warunek zatrzymania pracy
W przypadku bÅ‚Ídu w transmisji wartośĘ. I tak ì0î jest kodowane automatu). KaÅ‚de wystÍpujÄ…ce
(nieprawidłowe CRC) zapalana jest jako opadające zbocze sygnału, zdarzenie nieopisane grafem z rys.
dioda czerwona. a ì1î jako zbocze narastajÄ…ce (wiÍ- 4 traktowane jest jako bÅ‚Ä…d, po-
cej na temat kodu RC5 mołna wodujący przerwanie dekodowa-
Oprogramowanie (wybrane znaleüĘ w [1,2,3,4]). nia i ponowne jego rozpoczÍcie
zagadnienia) Na rys. 3 przedstawiono ilu- od punktu startowego.
CzÍśĘ sprzÍtowa radiowego stracjÍ sposobu kodowania bitÛw Na list. 1 przedstawiono fun-
przedÅ‚uÅ‚acza pilotÛw, zawierajÄ…ca w standardzie RC5. PrzesyÅ‚anych kcjÍ obsÅ‚ugi przerwania zewnÍt-
typowe komponenty, jest jak wi- jest 14 bitÛw, z ktÛrych dwa rznego, dokonujÄ…cÄ… dekodowania
daĘ bardzo prosta. WÅ‚aÅ›ciwe cechy pierwsze sÄ… bitami startowymi sygnaÅ‚Ûw zdalnego sterowania
funkcjonalne nadaje przedÅ‚uÅ‚aczo- (dwie jedynki), nastÍpnie przesy- w standardzie RC5 zgodnie z algo-
wi oprogramowanie. Przygotowano Å‚any jest bit informujÄ…cy o przy- rytmem opisanym diagramem sta-
je w jÍzyku C i skompilowano trzymaniu klawisza w pilocie, na- nÛw z rys. 4. Funkcja wykorzys-
kompilatorem firmy KEIL. stÍpnych 5 bitÛw jest adresem tuje sprzÍtowy licznik T0 mikro-
urzÄ…dzenia RC5, a ostatnie 6 bi- kontrolera pracujÄ…cy w trybie 1,
Dekodowanie sygnaÅ‚Ûw tÛw stanowi kod transmitowanego taktowany z czÍstotliwoÅ›ciÄ…
zdalnego sterowania polecenia. 1 MHz. Do klasyfikacji zdarzeÒ
w standardzie RC5 Algorytm dekodowania sygna- z diagramu wykorzystano tylko
PoniewaÅ‚ zarÛwno pilot od Å‚Ûw w standardzie RC5 moÅ‚na bardziej znaczÄ…cy bajt licznika T0.
tunera satelitarnego, jak i drugi zapisaĘ za pomocą grafu automatu Zastosowano teł nieco inne (bar-
pilot przeznaczony do sterowania sekwencyjnego [3], czyli inaczej dziej rygorystyczne) nił podane
tunerem z innego pomieszczenia grafu przejśĘ i wyjśĘ według w tabeli wartości progowe defi-
(wykorzystano pilot od telewizo- modelu Mealy'ego, znanego z teo- niujÄ…ce impuls (przerwÍ) dÅ‚ugi
rÛw ELEMIS) pracowaÅ‚y w stan- rii ukÅ‚adÛw cyfrowych. Graf taki i krÛtki (impuls krÛtki zawiera siÍ
dardzie RC5, stÄ…d zaistniaÅ‚a ko- przedstawiono na rys. 4. Etykiety w przedziale 768µs...1279µs, im-
niecznośĘ dekodowania sygnaÅ‚Ûw opisujÄ…ce Å‚uki oznaczajÄ… odpo- puls dÅ‚ugi w 1280µs...2047µs).
zdalnego sterowania opartych na wiednio rodzaj zdarzenia (impuls
tym standardzie. W artykule [2] - przerwa) oraz po przecinku
opisano zbiÛr gotowych funkcji wartośĘ logicznÄ… zdekodowanego
w jÍzyku C sÅ‚uÅ‚Ä…cych do dekodo- bitu. Zdarzenia opisane sÄ… nastÍ-
wania sygnaÅ‚Ûw zdalnego stero- pujÄ…cymi symbolami:
wania. Jednak wykorzystaÅ‚em ki - krÛtki impuls,
wÅ‚asne procedury oparte na bar- kp - krÛtka przerwa,
dziej efektywnym algorytmie ba- di - długi impuls,
zującym na automacie sekwen- dp - długa przerwa,
cyjnym [3]. przy czym co do wartości bez-
wzglÍdnej zdarzenia te - zgodnie
ze standardem - sklasyfikowane sÄ…
Tab. 1. Czasy występowania zdarzeń
w sposÛb pokazany w tab. 1 (czas
podczas transmisji RC5
podany w mikrosekundach).
Zdarzenie Ideał Min. Max.
Algorytm opisany grafem z rys.
ki 889 444 1333
4 rozpoczyna swoje działanie od
kp 889 444 1333
stanu S0, przy czym wejście do
di 1778 1334 2222
tego stanu spowodowane jest po-
Rys. 4. Diagram stanów opisujący
dp 1778 1334 2222
jawieniem siÍ zbocza narastajÄ…ce-
algorytm dekodowania sygnałów RC5
Elektronika Praktyczna 2/2004
39
Radiowy przedłużacz pilotów
List. 1. Funkcja obsługi przerwania zewnętrznego służąca do List. 2. Przykład wykorzystania
dekodowania sygnałów zdalnego sterowania funkcji dekodowania kodu RC5
void int_ext0(void) interrupt 0 using 1 w programie
{
if(rdy)
unsigned int tmp;
{ // odebrano polecenie
char p_th,state,cntbit;
rdy=0;
bit p_in,c_in;
if(addr==0x16)
{ // jeżeli zgadza się adres RC5
TL0=0; TH0=0; tmp=0; cntbit=1; state=0;
if(cmd==0x10)
{ // przykładowe polecenie
while(1)
...
{ }
p_in=in; //zapamiętanie wejścia else
while(p_in==in) if (TH0>8) return; if(cmd==0x11)
{ // kolejne polecenie
//oczekiwanie na zbocze, jeżeli zbyt długo powrót (błąd)
...
}
p_th=TH0;
// itd.
// zapamiętanie stanu licznika T0 (tylko starszy bajt)
}
}
TL0=0; TH0=0; c_in=in;
// zerowanie licznika T0 i buforowanie wejścia
switch(state)
{
case 0: // stan S0 itp. Funkcja nie musi byĘ teł
if(!p_in&&c_in&&p_th>2&&p_th<5) state=1;
funkcją obsługi przerwania ze-
// jeżeli krótki impuls przejdz
do stanu S1
else
wnÍtrznego, lecz wÛwczas na-
if(!p_in&&c_in&&p_th>4&&p_th<8)
{ state=2; tmp<<=1; cntbit++; } leÅ‚y w programie gÅ‚Ûwnym umieÅ›-
// jeżeli długi impuls to następny stan - S2,
ciĘ fragment kodu sprawdzający
// odebrany bit ma wartość 0
cyklicznie stan wejścia sygnału
else return;
// w przeciwnym przypadku błąd
z odbiornika RC5 i w przypadku
break; kiedy wykryte zostanie opadajÄ…ce
zbocze, naleły wywołaĘ opisaną
case 1: // Stan S1
if(p_in&&!c_in&&p_th>2&&p_th<5)
wyÅ‚ej funkcjÍ.
{ state=0; tmp<<=1; tmp|=1; cntbit++; }
// jeżeli krótka przerwa następny stan - S0,
Zbigniew Hajduk
// odebrany bit ma wartość 1
else return;
Wzory płytek drukowanych w for-
break;
macie PDF sÄ… dostÍpne w Internecie
case 2: // Stan S2
if(p_in&&!c_in&&p_th>4&&p_th<8) pod adresem: pcb.ep.com.pl oraz na
{ state=0; tmp<<=1; tmp|=1; cntbit++; }
płycie CD-EP2/2004B w katalogu PCB.
// Jeżeli długa przerwa powrót do stanu S0,
// odebrany bit ma wartość 1
else
if(p_in&&!c_in&&p_th>2&&p_th<5) state=3;
// Jeżeli krótka przerwa następny stan - S3 WYKAZ ELEMENTÓW
else return;
Rezystory
break;
R1, R27, R28: 240&!
case 3: // Stan S3
if(!p_in&&c_in&&p_th>2&&p_th<5) R2, R21: 100&!
{ state=2; tmp<<=1; cntbit++; }
R22: 22k&!
// Jeżeli krótki impuls następny stan - S2,
// odebrany bit ma wartość 0
R23: 3,6k&!
else return;
R24, R25: 10&!
break;
}
R26: 1k&!
if(cntbit>=14) { rdy=1; addr=(tmp>>6)&0x1f; cmd=tmp&0x003f;
T=(tmp&0x0800)?1:0; return; }
P1, P2: potencjometry montażowe
// Jeżeli odebrano 14 bitów - koniec dekodowania
22k&!
}
}
Kondensatory
C1, C2, C22, C23: 33pF
Funkcja komunikuje siÍ z pro- o ustawieniu trybu 1 pracy liczni- C3, C24, C28: 1µF
gramem gÅ‚Ûwnym poprzez nastÍ- ka T0 oraz o zezwoleniu przyjmo- C4, C5, C25, C27: 100nF
pujÄ…ce zmienne: wania przerwaÒ z zewnÍtrznego
C6: 220nF
bit rdy,T; wejścia INT0 opadającym zbo-
C21: 10µF
char addr,cmd; czem sygnału - wyjście ze scalo-
C26 1,2nF
Poprawne odebranie transmisji nego odbiornika podczerwieni
Półprzewodniki
z pilota zdalnego sterowania syg- jest negowane, aktywny poziom
mikroprocesor AT89C2051 - 2szt.
nalizowane jest ustawieniem glo- niski).
T1: tranzystor BC817 (SMD)
balnego bitu rdy. WÛwczas zmien- Opisana funkcja dekodowania
T2: tranzystor BD135
ne addr oraz cmd zawierajÄ… od- sygnaÅ‚Ûw w standardzie RC5 mo-
scalony odbiornik podczerwieni
powiednio adres urzÄ…dzenia RC5 Å‚e byĘ rÛwnieÅ‚ wykorzystana dla
D1: dioda BAV17,
oraz kod polecenia. Zmienna bi- innego typu mikrokontrolera, choĘ
diody IRED - 2szt.
towa T przechowuje wartośĘ bitu moÅ‚e siÍ to wiÄ…zaĘ np. ze zmianÄ…
diody LED - 3szt.
świadczącego o przytrzymaniu kla- odpowiednich stałych definiują-
Różne
wisza. Wykorzystanie tej funkcji cych określone zdarzenie (inna
RT4: hybrydowy nadajnik
we wÅ‚asnym programie moÅ‚e wy- czÍstotliwośĘ pracy licznika),
433,92MHz
glądaĘ jak pokazano na list. 2 zmianą nazw zmiennych odnoszą-
RR3: hybrydowy odbiornik
(przy czym naleÅ‚y pamiÍtaĘ cych siÍ do licznika sprzÍtowego
Elektronika Praktyczna 2/2004
40