Радиоуправление 3-мя нагрузками на RF-модулях с применением микроконтроллеров
Радиоуправление 3-мя нагрузками на RF-модулях с применением микроконтроллеров
В текущее время повсеместного использования цифровой техники микроконтроллеры уверенно завоевывают фаворитные места по популярности их внедрения в конструкциях различного предназначения. Благодаря их высочайшей надежности и низкой цены для многих радиолюбителей раскрылись воистину обширные способности воплощения собственных мыслях с наименьшими затратами на радиокомпоненты.
Описываемое устройство радиоуправления является примером доступности для повторения даже для начинающих собственный путь в интересный мир электроники радиолюбителей.
Невзирая на простоту, оно обладает достаточной помехозащищенностью, благодаря программно реализованной системе доказательства управляющего кода, что приводит фактически к нулевой вероятности неверных срабатываний, в отличии от продукции аналогичного нрава от китайско – дерибасовских «брэндов».
Описываемое Устройство радиоуправления 3 – мя независящими нагрузками позволяет управлять 3 – мя электрическими реле на расстоянии около 100 м по открытой местности. В нем программно осуществлена возможность работы в 2-ух режимах зависимо от положения перемычки на плате приемника.
1-ый метод работы устройства с фиксацией команды (перемычка находится).
Этот режим предназначен для того, чтоб нажатием кнопки включать соответственное реле, а повторным нажатием его отключать. Это справедливо для всех 3 команд. Они работают независимо друг от друга. Команды сформированные контроллером передатчика владеют кратностью.
Другими словами один раз излучается команда на включение, а повторное нажатие — это выключение соответственной нагрузки.
2-ой режим работы устройства ( перемычка отсутствует ) предугадывает замыкание соответственного реле только во время удержания кнопки. По факту отпускания ее, реле отключится через 0,5 сек.
В этом режиме команды также независимы друг от друга.
Приемник. Сердечком приемника является декодер входящих команд, выполненный на пользующемся популярностью контроллере 12F675. В качестве радиочастотной части применен сверхрегенератор, собранный на транзисторе BFP67 .
Если при сборке используются элементы обозначенные на схеме, его настройка заключается только в раздвигании витков контурной катушки для попадания приемника в полосу частот, излучаемых передатчиком.
В период опции сигнал комфортно держать под контролем с вывода 1 LM358 ( выход первого ОУ микросхемы ). Стоит особо отметить, что не следует ждать от приемника сильного шума в отсутствии сигнала ( показатель работоспособности большинства сверхрегенераторов ).
Этот приемник, владея чувствительностью около 1 мкв, фактически не шумит. Если выразиться более точно, шумит на более высочайшей частоте, чем обычно принято в подобного типа схемотехнических решениях.
После первого усилителя НЧ сигнал поступает на компаратор, откуда уже в цифровой форме на вход контроллера.
На фото контурная катушка приемника залита цапон лаком, что безизбежно приводит к уводу опции сверхрегенератора вниз на несколько МГц. Нужно, пока лак водянистый, немного раздвинуть витки катушки и временами держать под контролем сигнал передатчика с вывода 1 LM358 прямо до полного его засыхания.
Передатчик. Состоит из кодера, выполненного на контроллере 12F675 и ВЧ части.
Кодер производит опрос кнопок, формирование кодовой последовательности и управление ВЧ частью. ВЧ часть состоит из генератора и усилителя мощности. Схема стандартная. При условии внедрения деталей, обозначенных на схеме, работает сходу и в настройке не нуждается.
Фактически ВЧ части взяты из статьи «RF – модули своими руками» с малозначительными переменами, обусловленными применением другого типа транзисторов в передатчике. Приемный RF – модуль «слит» в одну плату с декодером команд.
Антенны и приемника и передатчика четвертьволновые отрезки провода длиной 16 см.
Демо версии прошивок можно скачать по ссылке ниже. «Демо» заключается в ограниченном по времени использовании как приемника, так и передатчика.
Другими словами, через некое время работы исполнительная часть прекращает реагировать на команды (нужна перешивка контроллера поновой).
Скачать файлы разводки плат в формате lay и демо версию прошивки в HEX-формате вы сможете ниже
Со мной можно связаться по тел. 8-050-942-35-95 или по почте blaze@vizit-net. com либо blaze2006@ukr. net
Перечень радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот Приемник МК PIC 8-бит PIC12F675 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Операционный усилитель LM358 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Линейный регулятор LM7805 1 Поиск в win-sourceВ блокнот ТранзисторBFP671 Поиск в win-sourceВ блокнот Биполярный транзистор КТ817А 3 Поиск в win-sourceВ блокнот Диодик5 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор0.33 мкФ4 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор100 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор370 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор1 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор1000 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Электролитический конденсатор220 мкФ2 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 150 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 47 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 27 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 5.6 кОм 2 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 120 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 470 Ом 5 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 220 кОм 2 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 10 кОм 3 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 1 МОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Светодиод4 Поиск в win-sourceВ блокнот Реле3 Поиск в win-sourceВ блокнот Джампер1 Поиск в win-sourceВ блокнот Антенна1 Поиск в win-sourceВ блокнот Катушка индуктивности1 см. схемуПоиск в win-sourceВ блокнот Катушка индуктивности1 см. схемуПоиск в win-sourceВ блокнот Катушка индуктивности1 см. схемуПоиск в win-sourceВ блокнотПередатчик МК PIC 8-бит PIC12F675 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Биполярный транзистор 2SC3356 2 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор0.01 мкФ2 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор330 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор5 пФ2 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор1.5 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор10 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор6.8 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Конденсатор200 пФ1 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 470 Ом 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 10 кОм 3 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 33 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 680 Ом 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Резистор 1 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнот Кварц407.3 МГц1 Поиск в win-sourceВ блокнот Светодиод1 Поиск в win-sourceВ блокнот Кнопка3 Поиск в win-sourceВ блокнот Антенна1 Поиск в win-sourceВ блокнот Катушка индуктивности1 см. схемуПоиск в win-sourceВ блокнот Катушка индуктивности1 см. схемуПоиск в win-sourceВ блокнот Катушка индуктивности1 см. схемуПоиск в win-sourceВ блокнотДобавить все
Скачать перечень частей (PDF)
3du. rar (23 Кб)
Микроконтроллер Sprint-Layout
Источник: http://bloggoda.ru/2017/08/09/radioupravlenie-3-mya-nagruzkami-na-rf-modulyax-s-primeneniem-mikrokontrollerov/
Принципы радиоуправления моделями
Источник: http://rc-master.ucoz.ru/publ/14-1-0-29
Пульт управления радиоуправляемыми моделями своими руками. Электрическая часть
В прошлый раз я остановился на том, что разблокировал четвертую ось управления и установил в пульт тучку кнопок, переключателей и светодиодов. Дальше дело было за схемой, паяльником и прошивкой.
Как потом оказалось, кнопок и разъемов оказалось маловато, пришлось доустанавливать.
Схема сделана на основе микроконтроллера Atmega8. Его ножек хватило буквально «впритык».
Чтобы увидеть большую схему — кликните по картинке (схема так же находиться в архиве, который в конце статьи.
Подсчитаем: 10 кнопок/переключателей + 2 светодиода + 2 ножки на кварц (нам нужен точный во времени ШИМ сигнал) + 5 каналов АЦП + 2 ножки на UART + 1 канал на вывод сигнала РРМ на ВЧ модуль = 22 ножек МК. Как раз столько, сколько есть у Atmega8, которая настроена на внутрисхемное программирование (имею в виду пин RESET, он же PC6).
Светодиоды подключил на PB3 и PB5 (MOSI и SCK разъема программирования) Теперь во время заливки прошивки буду наблюдать красивое перемигивание (бесполезное в некотором смысле — но тут я гнался за визуальным красивым эффектом).
Напомню с чего все началось — у меня в наличии появился ВЧ модуль из хобикинговской аппаратуры (он был заменен на ВЧ модуль FrSky), и была вертолетная аппаратура.
Так как в аппаратуре не было никаких крутилок (да и зачем они?) то получается из шести каналов я буду нормально (штатно) использовать только 4 (по два на каждый стик).
Один канал я решил потратить на 8 независимых кнопок/переключателей, еще один — программно имитировать вращение крутилки (например — красивый выпуск шасси — щелкнул переключателем, и шасси на протяжении 10 секунд выпускаются).
Еще один переключатель до сих пор не определился, что с ним делать.Светодиоды, показывающие состояние переключателей — работают независимо от микроконтроллера. Один из программно управляемых светодиодов отвечает за индикацию разряженной батареи, второй — показывает текущее состояние программной крутилки.
В корпус кроме кнопок и светодиодов еще захотелось добавить стандартный (для меня) разъем UART (для связи с ПК, потом буду писать свою программу настройки), и разъем с выводом РРМ сигнала — для подключения пульта к симулятору.
Помучившись с разъемом для программатора — понял, что это мне не подходит — и тоже вывел его наружу. Единственное, что плохо в этом — что появилась опасность замкнуть штырьки разъема, хотя они и «утоплены» в корпусе.
Но это лечиться последовательными резисторами 220 Ом (что дает 99% гарантию, что микроконтроллер останется цел)
Когда уже вплотную подошел к использованию аппаратуры, понял, что забыл о кнопке Bind (при нажатии на которую передатчик переходит в режим поиска приемника). Пришлось допиливать и это
Весьма простенькая — большая часть ножек просто выведена наружу. На плате присутствует стабилизатор на 5 вольт, и схема измерения входного напряжения. Почему использовал DIP корпус? Та просто был он у меня… кроме того — почему бы и не DIP…
Когда паял все это — то пробирала мысль — разве эта туча проводов будет работать?!Но все же оно работает. Обычно у меня платы чистые от канифоли… но тут уж постоянно возился с делителем, пока не оказалось, что это у меня программная проблема а не «железная».
Питание от двухбаночной липольки (то, что когда-то осталось от нормальной трехбаночной, после того, как ее забыли отключить от нагрузки. В результате одна из банок ушла в полный разряд). Несмотря на это — предусмотрел возможность работы и от пальчиковых батарей.
Мало ли
В результате получил четырехканальную аппаратуру со своей собственной прошивкой, в которой я могу менять все что мне захочется. Вот о прошивке и программном обеспечении напишу потом.
А сейчас можно скачать текущую версию прошивки. Пока что не настраивается вообще (т.е. настроек реверса, расходов, смещения и прочих «вкусностей» еще нету). Просто считывается состояние крутилок и генерируется РРМ сигнал. Кнопки и выключатель MOD пока не работает.
Зато работает виртуальная серва (на 5 канале) и измерение уровня входного напряжения. Если оно слишком низкое — светодиод IND начнет мигать (прошивка автоматически определяет сколько банок у литий-полимерного аккумулятора).
И еще — расходы по 4 каналу (тому, где я добавлял свой потенциометр) — завышены, чтобы компенсировать неполный диапазон вращения потенциометра.
Прошивка, схема, печатная плата контроллера радиопередатчика для радиоуправляемых моделей
Источник: http://luckytech.ru/pult3.html
Использование RF-модулей
Иногда, между устройствами требуется установить беспроводное соединение. В последнее время для этой цели все чаще стали применять Bluetooth и Wi-Fi модули. Но одно дело передавать видео и здоровенные файлы, а другое — управлять машинкой или роботом на 10 команд.
С другой стороны радиолюбители часто строят, налаживают и переделывают заново приемники и передатчики для работы с готовыми шифраторами/дешифраторами команд. В обеих случаях можно использовать достаточно дешевые RF-модули. Особенности их работы и использования под катом.
Типы модулей
RF-модули для передачи данных работают в диапазоне УКВ и используют стандартные частоты 433МГц, 868МГц либо 2,4ГГц (реже 315МГц, 450МГц, 490МГц, 915МГц и др.) Чем выше несущая частота, тем с большей скоростью можно передавать информацию.
Как правило, выпускаемые RF-модули предназначены для работы с каким-либо протоколом передачи данных. Чаще всего это UART (RS-232) или SPI. Обычно UART модули стоят дешевле, а так же позволяют использовать нестандартные (пользовательские) протоколы передачи.
Вначале я думал склепать что-то типа такого, но вспомнив свой горький опыт изготовления аппаратуры радиоуправления выбрал достаточно дешевые HM-T868 и HM-R868 (60грн. = менее $8 комплект). Существуют также модели HM-*315 и HM-*433 отличающиеся от нижеописанных лишь несущей частотой (315МГц и 433МГц соответственно).
Кроме того есть множество других модулей аналогичных по способу работы, поэтому информация может быть полезной обладателям и других модулей.
Передатчик
Почти все RF-модули представляют собой небольшую печатную плату с контактами для подключения питания, передчи данных и управляющих сигналов. Рассмотрим передатчик(трансмиттер) HM-T868
На нем имеется трехконтактный разъем: GND(общий), DATA(данные), VCC(+питания), а также пятачок для припайки антенны(я использовал огрызок провода МГТФ на 8,5см — 1/4 длинны волны).
Приемник
Ресивер HM-R868, внешне, очень похож на соответствующий ему трансмиттер
но на его разъеме есть четвертый контакт — ENABLE, при подаче на него питания приемник начинает работать.
Работа
Судя по документации, рабочим напряжением является 2,5-5В, чем выше напряжение, тем большая дальность работы. По сути дела — это радиоудлинитель: при подаче напряжения на вход DATA передатчика, на выходе DATA приемника так же появится напряжение (при условии что на ENABLE также будет подано напряжение).
НО, есть несколько нюансов. Во-первых: частота передачи данных (в нашем случае — это 600-4800 бит/с). Во-вторых: если на входе DATA нету сигнала более чем 70мс, то передатчик переходит в спящий режим(по-сути отключается).
В-третьих: если в зоне приема ресивера нету работающего передатчика — на его выходе появляется всякий шум.
Проведем небольшой эксперимент: к контактам GND и VCC трансмиттера подключим питание. Вывод DATA соединим с VCC через кнопку или джампер. К контактам GND и VCC ресивера также подключаем питание, ENABLE и VCC замыкаем между собой. К выходу DATA подключаем светодиод (крайне желательно через резистор).
В качестве антенн используем любой подходящий провод длинной в 1/4 длинны волны. Должна получиться такая схемка:
Сразу после включения приемника и/или подачи напряжения на ENABLE должен загореться светодиод и гореть непрерывно (ну или почти непрерывно).
После нажатии кнопки на передатчике, со светодиодом также ничего не происходит — он продолжает гореть и дальше. При отпускании кнопки светодиод мигнет(погаснет и снова загорится) и продолжает гореть дальше. При повторном нажатии и отпускании кнопки все должно повторится.
Что же там происходило? Во время включения приемника, передатчик находился в спящем состоянии, приемник не нашел нормального сигнала и стал принимать всякий шум, соответственно и на выходе появилась всякая бяка. На глаз отличить непрерывный сигнал от шума нереально, и кажется, что светодиод светит непрерывно.
После нажатия кнопки трансмиттер выходит из спячки и начинает передачу, на выходе ресивера появляется логическая «1» и светодиод светит уже действительно непрерывно. После отпускания кнопки передатчик передает логический «0», который принимается приемником и на его выходе также возникает «0» — светодиод, наконец, гаснет.
Но спустя 70мс передатчик видит что на его входе все тот же «0» и уходит в сон, генератор несущей частоты отключается и приемник начинает принимать всякие шумы, на выходе шум — светодиод опять загорается.
Из вышесказанного следует, что если на входе трансмиттера сигнал будет отсутствовать менее 70мс и находится в правильном диапазоне частот, то модули будут вести себя как обычный провод (на помехи и другие сигналы мы пока не обращаем внимания).
Формат пакета
RF-модули данного типа можно подключить напрямую к аппаратному UART или компьютеру через MAX232, но учитывая особенности их работы я бы посоветовал использовать особые протоколы, описанные программно. Для своих целей я использую пакеты следующего вида: старт-биты, байты с информацией, контрольный байт(или несколько) и стоп-бит.
Первый старт-бит желательно сделать более длинным, это даст время чтобы передатчик проснулся, приемник настроился на него, а принимающий микроконтроллер(или что там у Вас) начал прием. Затем что-то типа «01010», если на выходе приемника такое, то это скорее всего не шум.
Затем можно поставить байт идентификации — поможет понять какому из устройств адресован пакет и с еще большей вероятностью отбросит шумы. До этого момента информацию желательно считывать и проверять отдельными битами, если хоть один из них неправильный — завершаем прием и начинаем слушать эфир заново.
Дальше передаваемую информацию можно считывать сразу по байтам, записывая в соответствующие регистры/переменные. По окончании приема выполняем контрольное выражение, если его результат равен контрольному байту — выполняем требуемые действия с полученной информацией, иначе — снова слушаем эфир.
В качестве контрольного выражения можно считать какую-нибудь контрольную сумму, если передаваемой информации немного, либо Вы не сильны в программировании — можно просто посчитать какое-то арифметическое выражение, в котором переменными будут передаваемые байты.
Но необходимо учитывать то, что в результате должно получится целое число и оно должно поместится в количество контрольных байт. Поэтому лучше вместо арифметических операций использовать побитовые логические: AND, OR, NOT и, особенно, XOR.
Если есть возможность, делать контрольный байт нужно обязательно так как радиоэфир — вещь очень загаженная, особенно сейчас, в мире электронных девайсов. Порой, само устройство может создавать помехи. У меня, например, дорожка на плате с 46кГц ШИМ в 10см от приемника очень сильно мешала приему. И это не говоря о том, что RF-модули используют стандартные частоты, на которых в этот момент могут работать и другие устройства: рации, сигнализации, радиоуправление, телеметрия и пр.
Что еще можно почитать
HM-T и HM-R — описание и документация на сайте производителя.
1, 2 и 3 — интересные статьи и наблюдения (много чего полезного можно найти в комментариях).
Источник: http://www.pvsm.ru/e-lektronika-dlya-nachinayushhih/3733
Управление мощной нагрузкой с помощью микроконтроллера
Помигав светодиодам, изучив что и как происходит в микроконтроллере обычно думаешь: “…а может научиться управлять при помощи микроконтроллера к примеру освещением в комнате, или вентилятором, или просто подключить к выходу микроконтроллера что-то мощнее чем светодиод…”.
В данном случаи нагрузка относительно мощная, так как порты микроконтроллера по документации выдерживают до 50мА ток нагрузки (поверьте оно так и есть горят порты аж бегом!) необходимо выбрать промежуточное устройство, которое будет коммутировать нашу оконечную нагрузку.
Для примера возьмем микромощный коллекторный двигатель, который использовался в статье про регулятор скорости вращения двигателя.
Варианты построения выходного каскада устройств на микроконтроллерах:
1. Применение биполярного транзистора или микросхемы сборки(драйвера). 2. Применение полевого транзистора или сборки.
Рассмотрим преимущества и недостатки двух этих вариантов.
Биполярный транзистор.
Биполярный транзистор управляется током, что приводит к нескольким недостаткам его использования как выходного-коммутирующего устройства: – нагрев самого транзистора, – необходимость применять громоздкие радиаторы,
– максимальная частота коммутации ниже чем у полевых транзисторов.
Тем не менее биполярные транзисторы занимают определенную нишу в электронике и очень широко применяются в наше время. Схема включения биполярного транзистора показана на рис. 1
Рис.1
Схема включения биполярного транзистора для питания коллекторного двигателя рис.2:
Рис. 2 Широкое распространение получили микросхемы-сборки так называемых ключей(ключевых каскадов, от слова “ключ” – описывающее режим работы, как коммутацию двух положений “включено”, “выключено”), так же еще эти микросхемы называют драйверами. Пример таких микросхем Рис.3:
L293DNE, M54531P, ULN2004.
Схема включения L293:
Рис. 3
Микросхема позволяет управлять сразу двумя коллекторными двигателями, так же что примечательно дает возможность управлять направлением вращения двигателей.
Очень полезно если двигатель установлен в гусеничное шасси и реверс просто необходим.
Микросхема M54531P имеет в своём составе 7 ключевых транзисторных каскадов, соответственно можно выполнить подключение 7-ми двигателей или других мощных нагрузок.
Схема включения M54531P рис. 4:
Рис. 4 При протекании тока близкого к максимально допустимому настоятельно рекомендуется использовать радиатор. Радиатор для L293 я делал из банке Nescafe Рис. 5:
Рис. 5
Полевой транзистор.
Управляется напряжением, что дает определенные преимущества перед биполярным транзистором.
А именно отсутствие нагрева при коммутации (верней нагрев есть, но он не сравним с нагревом биполярного), в следствии чего отсутствует падение напряжения.
Что благоприятно сказывается на энергетических характеристика устройства построенного на полевых транзисторах.
В роли коммутирующих элементов или выходных каскадов малой и средней мощности зачастую используют так называемые “сборки” из нескольких полевых транзисторов. В одной сборке может быть от 2х и более транзисторов.
Чаще транзисторы содержаться n и p канальные, так предусмотрено для удобства построения выходного каскада в виде мостовой схемы. Для мощных выходных каскадов применяют одиночные полевые транзисторы. На рисунке ниже показана сборка из двух полевых транзисторов IRF7105 Рис. 6:Рис.
6
Пример включения коллекторного двигателя через сборку IRF7105 на полевых транзисторах, задействован только один из полевых транзисторов Рис. 7:
Рис. 7
А так же пример включения p-канального полевого транзистора IRFZ44 с коллекторным двигателем Рис. 8:
Рис. 8
»
Источник: https://avrlab.com/node/171
Встраиваемый модуль радиоуправления на nRF24L01
Источник: http://AVRproject.ru/publ/vstraivaemyj_modul_radioupravlenija_na_nrf24l01/1-1-0-147
2-канальное дистанционное управление по радиоканалу
» Схемы » Применение микроконтроллеров · Беспроводные
14-04-2010
Vassilis Serasidis
Очень часто возникает необходимость дистанционно управлять некими устройствами. Существуют различные виды дистанционного управления, а самыми распространенными являются управление по ИК каналу и радиоканалу. Дистанционное управление по ИК каналу не всегда приемлемо (например, для управления гаражными воротами).
Поэтому здесь рассматривается простая система из RF-передатчика и RF-приемника для управления двумя каналами с применением готовых RF-модулей TLP434A (в передатчике) и RLP434A (в приемнике). Модули работают на фиксированной частоте 418 МГц. Устройства просты в изготовлении, т.к.
не требуется подстройки каких-либо катушек, индуктивностей, конденсаторов.
При разработке устройств учитывалось, что передатчик должен быть экономным в отношении энергопотребления, т.к. работает от батареи. Ограничений на питание приемника не накладывалось, т.к.
он должен быть включен постоянно. Однако приемник должен при приеме команд проверять полученные данные, чтобы исключить ложные срабатывания, т.к.
устройств работающих в этом диапазоне (418 МГц) может быть много.
Основные характеристики:
- передатчик:
- потребляемый ток в режиме ожидания менее 1 мкА;
- источник питания – батарея 3 В (типа CR2032);
- радиус действия – 10…15 м;
- скорость передачи данных – 2400 бит/с;
- 2 идентификационных байта для распознавания «своего» передатчика;
- вычисление контрольной суммы передаваемых данных.
- приемник:
- аппаратный UART (скорость 2400 бит/с);
- 4-байтный (32 бита) коммуникационный протокол;
- вычисление контрольной суммы принятых данных.
Передатчик.
Схема передатчика показана на рисунке.
Основой является микроконтроллер AT90S2323 фирмы Atmel и RF-модуль TLP434A. Передатчик разработан таким образом, чтобы обеспечить низкий расход энергии и сохранить качественную и надежную передачу данных:
- экономия ресурса батареи осуществляется за счет режима «Power down» микроконтроллера AVR. В этом режиме микроконтроллер потребляет менее 1 мкА и ожидает внешнего прерывания (вывод PB1) для перехода в рабочий режим.
- надежная передача данных основывается на передачи 4 байт в последовательной форме на скорости 2400 бит/с. 1 и 2 байты – так называемые байты идентификации, 3 байт – команда, 4 байт – контрольная сумма передаваемых первых трех байтов. Например, если 1 байт = 30h, 2 байт = 35h, 3 байт = 03h, то контрольная сумма по выражению (1 байт) XOR (2 байт) XOR (3 байт) = 30h XOR 35h XOR 03h = 06h. Такой метод использует посылку из 4 байт (32 бита) без стартового и стопового битов
- применение динамического кода (Roll-code) повышае безопасность дистанционного управления.
Примечание: XOR – логическое 'Исключающее – или'.
При нажатии на кнопку S2 на выводе PB1 (внешнее прерывание INT0) микроконтроллера появляется логический «0» (0 В), микроконтроллер выходит из спящего режима и проверяет условие нажатия кнопки S1.
Если условие ложно (нажата кнопка S2), то микроконтроллер принимает нажатие кнопки S2, иначе – микроконтроллер принимает, что нажата кнопка S1. При нажатии кнопки S1 – логический «0» появляется на выводе PB1 и PB2 (за счет диода 1N4148).
В этом случае микроконтроллер принимает, что нажата кнопка S1.
После вычисления контрольной суммы и четырехкратной передачи 4 байт (для уверенности что приемник примет команду) микроконтроллер переходит в спящий режим.
Хочется отметить, что предпочтительнее использовать микроконтроллер AT90LS2323 (рабочее напряжение 2.7 – 6.0 В). При тестировании передатчика использовался микроконтроллер AT90S2323, который отлично работал при напряжении питания 3.0 В.
В качестве антенны возможно использование отрезка провода длиной около 7 см.
При однократном нажатии кнопки S1 – активируется реле подключенное к выводу PB0 микроконтроллера AT90S2313 в приемнике. При повторном нажатии на кнопку S1 – данное реле деактивируется. Аналогично для второго канала приемника при нажатии кнопки S2.
Приемник.
В приемнике применен микроконтроллер AT90S2313 и RF-модуль RLP434A (418 МГц), для управления нагрузкой используются реле.
Модуль RLP434A – модуль RF-приемника с несущей частотой 418 МГц с ASK (amplitude shift keying) модуляцией. Модуль имеет два выхода: цифровой и аналоговый, последний в этом проекте не используется.
Передатчик посылает 4 байта, приемник их принимает и передает микроконтроллеру по линии RxD (вывод PD0).
Свободные выводы могут быть использованы пользователем при модернизации ПО микроконтроллера.
В качестве антенны использовался отрезок провода длиной 30 – 35 см
Источник питания приемника
Схема источника питания для приемника показана на рисунке ниже.
Применены два регулятора напряжения: для питания реле – 12 В регулятор LM7812, для питания микроконтроллера и RF-модуля – 5 В регулятор LM7805.
Исходные коды, .hex-файлы для прошивки микроконтроллеров, схемы приемника и передатчика.
|
Принципы радиоуправления моделями В общем случае системы радиоуправления делятся на две группы по типу передаваемых команд: дискретное и пропорциональное. Дискретные системы предназначены для включения и выключения различных устройств (например, освещения). Органами управления в таких системах обычно служат всевозможные тумблеры и кнопки. На сегодняшний день их возможностей для управления моделью явно недостаточно. Потому они используются только в детских игрушках и как составная часть более сложных систем. Вторая группа систем предполагают возможность плавного изменения какого-либо параметра модели пропорционально отклонению управляющего органа от нулевого (базового) состояния. Например, можно задать любые обороты двигателя (от нуля до максимальных) передвигая стик газа из нижнего положения в верхнее. В общем случае схема управления моделью выглядит следующим образом: Человек, при помощи органов управления (джойстики, кнопки, тумблеры и пр.), формирует команды управления. Эти команды в виде электрических сигналов поступают на вход шифратора. Дискретные команды обычно представляются логическими 0 и 1. Напряжение, близкое к напряжению питания, на соответствующем входе шифратора обозначается логической единицей, а близкое к нулю – логическим нулем соответственно. Для пропорциональных каналов обычно применяются аналоговые датчики.
При этом изменение положения джойстика вдоль некоторой оси приводит к пропорциональному изменению уровня напряжения в канале управления. Основными задачами шифратора является преобразование и уплотнение сигналов со всех каналов управления в один единственный канал. Для этих целей в современной аппаратуре используется принцип дискретизации непрерывного сигнала. Последний представляется в виде последовательности дискретных значений, полученных из канала через равные промежутки времени.
Полученные таким образом точки кодируются при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ, PWM в английском переводе). Т.е. уровень в каждый момент времени преобразуется в ширину импульса. Так в общем случае нулевой уровень соответствует ширине импульса в 1000мкс, а максимальный – 2000мкс. Преобразовав так все каналы, шифратор уплотняет их в один канал. Импульсы каждого канала выстраиваются друг за другом в порядке следования каналов. За импульсом последнего канала идет синхропауза, обозначающая конец пакета и начало следующего. Такой способ кодирования называется PPM и является стандартным для большинства выпускаемых сегодня аппаратур. При длине пакета в 20мс он позволяет передать 8 каналов. Частота дискретизации при этом будет равна 50Гц, т.е. информация о каждом канале будет передана 50 раз в секунду.
Повышение несущей частоты позволяет модулю передавать больше информации за промежуток времени, что дает возможность использовать различные алгоритмы помехозащищенности и увеличивать максимально возможное число каналов аппаратуры. На сегодня самыми многообещающими являются модули с частотой 2.4гГц. Использование столь высокой частоты позволило передавать с пакетом идентификационный код. Это в свою очередь дало возможность снять ограничения на использование нескольких аппаратур одновременно разными моделистами в одном месте. Для соединения передатчика и приемника производится операция привязки (binding). В рамках этой операции идентификационный код передатчика запоминается приемником. После этого приемник принимает только пакеты, подписанные этим кодом. Таким образом исключается сама возможность взаимного влияния двух аппаратур, работающих в одном диапазоне частот. Так же были разработаны различные системы кодирования PCM – pulse code modulation. Но это уже тема отдельной статьи. Очень хорошо все плюсы и минусы PCM рассмотрены в этой статье.
На стороне модели сигнал аппаратуры принимается вч-модулем, превращается обратно в PPM и передается дешифратору. Дешифратор разделяет суммарный сигнал на канальные ШИМ-сигналы. Именно эти сигналы передаются на исполнительные устройства, где они преобразуются в механическое действие. Принимающий вч-модуль и дешифратор обычно выполняются в виде одного неделимого модуля приемника. Делается это с целью уменьшения размера и веса аппаратуры на стороне модели. С той же целью различные настройки модели, микширование и прочие функции выполняются на стороне передатчика в пульте управления. Но с развитием микроконтроллеров это становится все менее актуально.
Фактически в системе появляется дублирующий набор таких же блоков с той разницей, что находятся они на противоположной стороне. Роль органов управления на стороне модели выполняют различные датчики – напряжения, гироскоп, барометр, компас, ускорения, оборотов двигателя и пр. На стороне аппаратуры управления роль исполнительного устройства обычно выполняет дисплей, который отображает показания датчиков модели.
Так строятся, например, различные стабилизаторы полета, которые позволяют в реальном времени без участия человека компенсировать порывы ветра на авиамоделях. Передача же телеметрии на пульт управления позволяет, например, своевременно отследить разрядку бортового аккумулятора модели и вернуть ее в точку старта до отключения питания. Литература: Днищенко В.А. – Дистанционное управление моделями |
Представляю готовый модуль для дистанционного управления чем либо, построенный на широко известных радиотрансиверах nRF24L01. Так как модули нельзя назвать дальнобойными, устройство пойдет для управления в пределах комнаты или квартиры.
Пульт Пульт собран на микроконтроллере ATtiny2313A в SOIC корпусе. Тут все предельно просто – 4 кнопки и модуль трансивера NRF24L01. Кнопки подключены способом, который я описывал ранее. Для обработок нажатия кнопок используется всего одно внешнее прерывание INT0. Питаться схема планировалась от одной 3-х вольтовой литиевой батарейки. Главная цель была утрамбовать всю схему передатчика в минимальные размеры, чтобы она влезла в заранее купленный корпус-брелок. Я использовал батарейку CR2016, получилось достаточно компактно, плата поместилась в корпус
Светодиод D5 на схеме мигает каждый раз при нажатии на кнопки, чтобы было видно что оно работает. Потом можно будет выпаять чтобы не сажало лишний раз батарейку. Исходник и прошивка передатчика (частота работы микроконтроллера 1 МГц) файл печатной платы в DipTrace Приемник Приемная часть собрана на микроконтроллере Atmega48, к которому подключен приемник и буферная микросхема, я применил триггер 74hc14. Микроконтроллер тактируется от внутреннего генератора на 1 МГц. Для понижения напряжения питания до 3х вольт применен стабилизатор NCP1117ST33 (U2 на схеме) в корпусе SOT-223. Если сразу использовать для питания 3 вольта, стабилизатор, естественно, можно исключить.
На выходе приемника активным состоянием, т.е. когда выход включен, является высокий уровень. Для отладки и демонстрации работы на выходы поставил по светодиоду. Так как логика работы приемника может быть разной, и зависит от области применения привожу сразу три прошивки, в которых реализована разная логика работы. Кратенько поясню какие команды передает передатчик. Пульт управления передает команды одной цифрой, эта цифра обозначает номер нажатой кнопки. Приемник соответственно принимает эту цифру и дальше выполняет программу переключения выходов. В первом режиме работы приемник выставляет высокий уровень на одном выходе в зависимости от номера нажатой кнопки. Высокий уровень находится постоянно, пока не придет команда переключиться на другой выход. Это состояние сохраняется в энергонезависимой памяти, поэтому если даже пропадет питание на приемнике, после включения на выходах будет такое же состояние как и до выключения. Исходник и прошивка | режим 1 Второй режим работы
Исходник и прошивка | режим 2 Третий режим работы UPD: по прошествии 3 недель, в течении которых я каждый день нажимал несколько раз на кнопки, пульт продолжает работать от этой батарейки. Напряжение на ней упало с 3 до 2,6 вольта. |
| Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться. |
- я делаю курсовой по этой теме. и при проверке программы для приемника препод нашел не сосответствие. там в программе описываются кнопки(которых на приемнике даже нету), по моему мнению эта программа написана для трансмитера только чуть-чуть в другой форме.
- Как раз это не кнопки описываются, а настраиваются порты ввода/вывода микроконтроллера. Порт B настроен правильно – на выход для управления нагрузками. Возможно, с первого взгляда, (строчка кода ldi temp,0b11110000 ;PD 1 input, others output) есть какое-то несоответствие в настройке порта – здесь скажем так должно быть что PD0 – вход, а остальные выход, но по-моему, насколько я знаю, при настройке UART и его использовании его линии ввода/вывода (RXD, TXD) настраиваются автоматически и независимо от настройки пользователем порта ввода/вывода. И в программе не идет речь о кнопках или о каком-либо управлении. О том что это именно приемник говорит подпрограмма приема байта UART'ом, а также не забывайте что RF приемник (RLP-434) подключен к выводу PD0/RXD.
- Ну, так что, выявились ошибки или нет? Что препод говорит?
- я ему еще не показывал, он мне просто сказал, чтоб я пока это исключил из курсовой, но до диплома нужно разобраться, я как его в инете увижу сразу поинтересуюсь.
- Люди кто может помочь с рисунком печатной платы для этого устройства, помогите пожалуйста нарисовать его. Заранее очень благодарен.
- Я тут случайно схему передатчика рассматривал (думал нарисовать печатку для Kirill174) и заметил подозрительный момент/ошибку… На ошибку пока не покажу… А может это так и задумано?… Может я чего-то недопонимаю… Форумчане, гляньте схему передатчика, что заметите? Что вызывает сомнения?
- Vadzz Вас смущает RST так он инверсный. Конечно лучше поставить RС цепочку.
- Да вроде все норм, только кнопки мудрены. Можно только на кварц фильтры повесить и по питанию передатчика дроссель поставить.
- Соглашусь насчет RC цепочки на “Reset” и насчет обвязки кварца – лучше поставить и то и другое. С кнопками все норм, хотя не совсем… Меня смущает следующий момент: посмотрите как завязана кнопка S2 с выводом 6 микроконтроллера и с выводом GND передатчика TLP434A. Мне кажется тут что-то напутано… скажем так оЧепятка в рисунке…
- Ставить ёмкости от кварца к земле или нет зависит от типа используемого резонатора. С кнопками пожалй всё в порядке. Когда они не нажаты на плюс проходит на GND РВ1 РВ2, передатчик практически обезточен. При нажатии на любую из них поступает минус (земля) на передатчик.
- ОК, тогда все в порядке, а то что-то меня днем переклинило… и решил что ошибка в схеме.
- Список компонентов, по просьбе Kirill174 (хотя это и так видно по схемам). Передатчик: микроконтроллер AT90S2323, RF-модуль ASK передатчика TLP434A, кварцевый резонатор 4 МГц, резистор 4.7 кОм, светодиод (желательно небольшой), диод 1N4148, две кнопки без фиксации, элемент питания 3В (литиевая батарейка типа CR2032). Возможно потребуются два конденсатора 22 пФ для обвязки кварца. Приемник: микроконтроллер AT90S2313, RF-модуль RLP434A, кварцевый резонатор 4 МГц, два конденсатора 22 пФ, два резистора 4.7 кОм, два резистора 1.2 кОМ, два транзистора BC547, два диода 1N4148, два светодиода, два реле на 12В.
- Схема и рисунки печатных плат для передатчика и приемника (Proteus). Будут вопросы, спрашивай. Замечу, что не нужно сразу по этим чертежам делать печатку. Лучше проверить и сравнить со схемой соединения. Также насчет компонентов, размеры некоторых могут отличаться (например, реле, транзисторы, диоды), следовательно, нужно подобрать сначала все компоненты, затем распечатать черновой вариант плат и сравнить посадочные места. Модули передатчика и приемника могут впаиваться или вставляться в коннекторы.
- как изменить код ?? по каким адресам ?
- Честно говоря, вообще не понял вопросов…
- ну шоб одинаковые комплекты не выходили и взаимного влияния избежать
- Такой возможнсти (поменять код) по-видимому не предусмотрено. Тут и так реализуется roll-code. Можно конечно использовать другие модули передтчиков и приемников. Напрмер, TLP315 (315 МГц), TLP418, TLP868A и соотвтетствующие им приемники RLP***.
- собрал передающую часть -работает щас возникла проблема at90s2313 не выпускают есть attiny2313 код надо перекомпилировать или они одинаковы ?
- Возможно, потребуется некоторая переработка кода. В связи с тем что используется аппаратный UART микроконтроллера, а 90S2313 и тинька имеют некоторые отличия. Хотя не факт, в даташите сказано что USART тиньки и UART 90S2313 совместимы. В тиньке регистр приема используется как FIFO буфер. Нужно изучить исходник и пробовать перекомпилить под тиньку. AVR091: Replacing AT90S2313 by ATtiny2313
- Подскажите,хочу ваше устройство использовать для открытия-закрытия ворот вьезда во двор частного дома,можно ли прикрутить концевики(микрики) к контроллеру?или подскажите как можно это сделать.Спасибо.
| Полный вариант обсуждения » |
При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.
Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.
Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=64253
10 командное (канальное) радиоуправление на MRF49XA
06.01.2015
Что хочется сказать от себя — отличное решение в любой ситуации дистанционного контроля. В первую очередь это касается ситуации когда есть необходимость управлять большим количеством устройств на расстоянии.
Даже если и не нужно управлять большим количеством нагрузок на расстоянии — разработку сделать стоит, так как конструкция не сложная! Пара не редких компонентов — это микроконтроллер 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:
Состоит из управляющего контроллера и трансивера MRF49XA.
Схема приемника:
Схема приемника состоит из тех же элементов , что и передатчик. Практически, отличие приемника от передатчика (не беря во внимание светодиоды и кнопки) состоит только в программной части.
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
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
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
Вырезаем нужный размер платыВидим что есть окислы — нужно от них избавитьсяТолщина попалась 1.5 мм
Следующий этап — очистка поверхности, для этого стоит подобрать необходимый инвентарь, а именно:
1. Ацетон;
2. Наждачная бумага (нулёвка);
3. Ластик (стерка)
4. Средства для очистки канифоли, флюса, окислов.
Ацетон и средства для смывки и очистки контактов от окисловАцетон и средства для смывки и очистки контактов от окислов и подопытная плата
Процесс очистки происходит как показано на фото:
Наждачной бумагой зачищаем поверхность стеклотекстолита. Так как он двухсторонний, проделываем все с обеих сторон.
Берем ацетон и обезжириваем поверхность+смываем остатки крошки наждачной бумаги.
И вуалая — чистая плата, можно наносить лазерно-утюжным методом печатку. Но для этого нужна печатка
Источник: http://www.radioingener.ru/10-komandnoe-kanalnoe-radioupravlenie-na-mrf49xa/
Загрузка...