Влаштування багатокомандного дистанційного керування на мікроконтролері для проведення піротехнічних шоу з використанням електрозаймистів. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Влаштування багатокомандного дистанційного керування на мікроконтролері для проведення піротехнічних шоу з використанням електрозапальників. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Мікроконтролери

Коментарі до статті

Пропонований до уваги пристрій багатокомандного дистанційного керування розроблявся для проведення піротехнічних шоу з використанням електрозаймистів.

Володіючи безперечними перевагами в порівнянні з громіздкими провідними пультами воно, проте, не поступається їм надійністю, завдяки використанню сучасної елементної бази та цифрового кодування сигналу. Очевидно, що область застосування таких пристроїв дуже широка.

Дистанційне управління складається з передавальної частини та восьми приймальних частин (по 30 команд у кожній). Управління феєрверком здійснюється зі стандартної клавіатури персонального комп'ютера, підключеної до передавальної частини пульта. Передавальна частина забезпечена дисплеєм для відображення поточного режиму роботи та номерів команд, що виконуються. На передній панелі передавача розташовані світлодіоди (2 шт.). Один - індикатор увімкнення підсилювача потужності передавача, другий - індикатор розряду батареї живлення.

Якщо дальність між приймачами та передавачем не перевищує 20-30м, працювати можна з вимкненим підсилювачем потужності. При цьому споживаний передавальної частиною струм становитиме 50 мА. Якщо потрібна велика дальність, необхідно увімкнути підсилювач потужності (на клавіатурі F12). У цьому режимі споживаний струм становитиме 150мА. Впевнена робота спостерігалася під час випробувань на відстані близько 1 км по відкритій місцевості.

Радіоканали пристрою працюють на відносно високих частотах – 166,7 МГц (0 канал). Зручність цих частот є: при малих розмірах антен (40 см) і невеликої потужності передавача (0,3 Вт) досягається "пристойна" дальність впевненої роботи. У пристрої реалізовано 10 частотних каналів зв'язку, як у радіотелефоні або радіостанції. Перехід із каналу на канал здійснюється натисканням клавіші F11. При перемиканні на наступний частотний канал приймачі реагують "вогнем, що біжить" на нижньому ряду світлодіодів, для наочності виконання команди.

Для стабілізації частот гетеродина і генератора передавача, що задає, застосовані синтезатори сітки частот, реалізовані на мікросхемах фірми "Sanyo" LM 7001, добре зарекомендували себе в багатьох конструкціях на частоти навіть вище паспортних для цієї мікросхеми.

У кожному з приймачів передбачено НЧ монітор (на схемі не показаний) для оцінки на слух перешкодової обстановки в конкретному місці застосування пристрою.

Режими роботи

ESC	Початок роботи з 1 по 50 команду (використовуються кнопки алфавіту); на дисплеї висвічуються "0 0 0"
F1	Робота з 50 по 100 команду (використовуються ті ж кнопки алфавіту); на дисплеї висвітлюються "0 5 0"
F2	Робота з100 по 150
F3	Робота з 150 по 200
F4	Робота з 200 по 255
F5	"Синхронна робота". Усі приймачі виконують із першої по тридцяту команду. У цьому режимі задіяно лише 30 клавіш, а інші відключаються ( у передостанньому знайомстві дисплея з'являється "Р").
F6	Робота в реальному часі відповідно до натиснутої клавіші команди. У цьому режимі дозволена напруга на виході виконавчих ключів ( відбувається реальне спрацьовування електрозаймистів), в останньому знайомому дисплеї з'являється "Р" і змінюється тон натиснутої клавіші. Якщо режим F6 вимкнено, постріл не відбудеться. Це зручно для перевірки впевненості зв'язку та проходження команд між приймачем та передавачем (тренувальний режим).
F7	Режим - "автомат". У першому знайомі дисплея виникає "F". При натисканні будь-якої клавіші номера команди наступні, аж до останньої, спрацьовуватимуть автоматично з інтервалом 1 сек. Після досягнення останньої команди, пристрій повернеться на початок і зупинитися (на дисплеї "0 0 0"). Зупинити процес можна натисканням клавіш "F1-F12" або "Enter". Відновити подальшу роботу можна "пробілом". "Пробіл" при вимкненому автоматі (якщо його утримувати) включає команди по черзі, аж до 255 з інтервалом 0,5 сек.
F8	Встановлення інтервалу (доступне лише у режимі "автомат"). Від 1 до 5 сік, 10 позицій.
F9	Вимкнення звуку клавіш (за замовчуванням звук є).
F10	Увімкнення/вимкнення режиму продзвонювання на приймальних блоках (для зниження споживання енергії). При цьому гасне середній ряд світлодіодів, що індикує підключені займисті (за замовчуванням режим дзвінка включений). Коли всі 30 запалювачів включені в пристрій і всі 30 світлодіодів світяться, струм у режимі очікування приймальної частини - 150мА. В "економ-режимі" - 50мА.
F11	Перемикання частотних каналів. За увімкнення всі пристрої, приймачі та передавач встановлюються на нульовий канал ( на дисплеї не відображається). З'являються канали 1-9. Команда передавачем передається три рази. Рекомендується перемикання каналів проводити лише за певного зв'язку, бо за умов сильних перешкод деякі з приймачів можуть " не почути " команду і залишитися на попередньому каналі зв'язку.
F12	Увімкнення/вимкнення підсилювача потужності передавача. Індикатор-світлодіод.

Налаштування

(Натисніть для збільшення)

Коли всі плати безпомилково зібрані і ще не впаяні на свої місця в "материнці", доцільно зробити приблизне налаштування генератора передавача і гетеродина приймача, що задає. Подавши +5V на ніжку 4 МС3361, підключають УНЧ до її дев'ятої ноги і переконуються в наявності частотного шуму детектора. Покрутивши сердечник фазозсувного контуру, досягають максимального значення шуму. Причому діапазон регулювання сердечника повинен дозволяти отримувати максимум шуму приблизно в середньому його положенні.

Влаштування багатокомандного дистанційного керування на мікроконтролері для проведення піротехнічних шоу з використанням електрозапальників. Схема УНЧ

Далі вимірюють частоту гетеродина приймача. Поки синтезатор не "прошитий" контролером, частота буде дуже нестабільною. Підбором ємностей, помічених на схемі *, досягають приблизного значення показань частотоміра лише на рівні близько 155 МГц. Під час грубого налаштування не слід чіпати витки котушки гетеродина, а можна тимчасово впаяти паралельно ємність 1-7 пФ. Потім впаюють плати контролера, фільтра та індикації в "материнку". Їли все правильно зібрано і "прошитий" процесор, на платі індикації ініціюється команда "вогонь, що біжить". Це тестова команда буде виконуватися щоразу після включення харчування на приймальній частині.

Наступний крок. Акуратно, на довгих дротах, підпаюють до "материнки" плату приймача із СЧ. Вимірюють напругу в контрольній точці (2,5+/- 0,5V). Ще раз підлаштовують гетеродин, підбираючи точніше ємності 68 і 39 пФ до появи потрібної напруги. Остаточне підстроювання досягається розсуванням витків контуру. При цьому небажано паралельно йому залишати підстроювальний конденсатор, тому що при найменшій зміні його ємності (температура, удар) гетеродин вийде з області захоплення ФАПЛ. Екранувати контур обов'язково.

Повторюємо ті самі процедури з СЧ передавача з тією лише різницею, що показником нормальної роботи контролера та інших вузлів "материнки" передавача будуть "0 0 0" на дисплеї та звук із п'єзовипромінювача. Включаємо клавіатуру в гніздо та переконуємося, що при натисканні на клавіші на дисплеї відображаються їх номери. Живлення дисплея становить близько 1,3V (підбирається за відсутністю засвічення зайвих сегментів).

Коли СЧ передавальної частини налаштований ( у контрольній точці 2,5V +/- 0.5V), встановлюємо його частоту 166,7 МГц точно підбором ємностей біля кварцу 7,2 МГц, помічених *.

Включаємо приймальну частину і налаштовуємося точно на сигнал передавача (підбором тих самих ємностей, тільки на СЧ приймача), контролюючи з виведення 9 МС 3361 пропадання шуму. Виносимо передавач від приймача, доки приймач не зашумить. Налаштовуємо узгоджуючий контур зв'язку гетеродина із змішувачем за максимально можливим пропаданням шуму.

Натискаємо будь-яку клавішу алфавіту на клавіатурі. У приймачі чуємо код. Налаштовуємо фазозсувний контур до зникнення спотворень звуку, одночасно зменшуючи в передавачі амплітуду модуляції. Потім встановлюємо рівень модуляції до нормального, неспотвореного звуку приймача на 9 нозі МС3361. Остаточне налаштування приймача здійснюється регулюванням витків котушок УРЧ за максимальною чутливістю з включеною антеною (чверть хвилі). Під час цього етапу налаштувань підсилювач потужності передавача весь час вимкнений і до нього не підключена антена.

Наступний етап. Контролюємо звук на виводі 7 LM358 (вихід другого фільтра порядку з резонансною частотою 1,5 кГц). Це частота пілот-тону, що генерується передавачем. Фільтр налаштування не потребує. На 7-й нозі фільтра обов'язково має бути половинна напруга живлення ( 2,5V) під час відсутності сигналу.

При вимкненому передавачі шум ЧД після фільтра ледве чутний, а 1,5кГц проходять з амплітудою 0,5V. Далі перевіряємо звук на порту "контрольний". Це цифровий вихід внутрішнього процесора компаратора. Звук має бути чітким навіть якщо з ЧД чутний разом із кодом приблизно 50-відсотковий шум. На платі індикації в цей час повинні запалюватися світлодіоди згідно команд з клавіатури передавальної частини. Компаратор процесора налаштований програмно на 2,55V. Опорна напруга береться із шини живлення всередині мікросхеми. Отже, якщо КРЕН 5А допустить дрейф напруги у будь-який бік, опорна напруга також зміниться. Головна умова - щоб фільтр та контролер харчувалися по одній шині, тоді і "дрейфувати" вони будуть разом, що не позначиться на порозі реакції компаратора. Слід приділити особливу увагу резисторам 22к, які формують штучну середню точку для LM358, вони повинні бути ідентичними.

Підбором опору 120к, що з'єднує 9 ногу МС3361 і вхід фільтра, домагаються максимального відгуку компаратора при проходженні сигналу в умовах шуму. Проте надто зменшувати опір не варто. Розумним компромісом можна вважати періодичне виникнення "одиниць" на контрольному порту (приблизно 1 раз на 3 сек) через шум ЧД, коли передавач вимкнений.

Підсилювач потужності

Перш ніж налаштовувати РОЗУМ, слід регулюванням витків контурів смугового фільтра на вході досягти максимуму напруги ВЧ на навантаженні 50 Ом, підключеної до затвора ПТ і загальному дроту. Ця напруга має становити 100 мV. Підбором дільника напруги, підключеного до затвора, встановлюють струм спокою кінцевого каскаду в межах 100 мА. Підключають еквівалент навантаження на вихід і, головним чином регулюючи послідовний контур між ПТ і ФНЧ, досягають максимуму напруги на навантаженні. Підключивши антену, слід поборотися з збудженням, якщо воно виникне. На практиці його не спостерігалося, але якщо РОЗУМ зібраний на біполярному НВЧ транзисторі (був варіант на BFG 135) воно було. У цьому випадку шунтують колекторний дросель резистором близько 100 Ом.

Необхідно також звернути увагу на якість сигналу з вимкненим РОЗУМ та при його включенні. При включенні РОЗУМ якість сигналу (нч з виходу приймача) не повинна погіршуватися. Це також стосується складеної або розгорнутої телескопічної антени при включеному РОЗУМ.

Цифрова частина складається з контролера та зсувних регістрів. Код, прийнятий мікроконтролером, перетворюється на дані та строби для зсувних регістрів, що встановлюють лог 1 на ніжках, відповідних отриманим командам.

Силова частина складається з потужних ключів керованих зсувними регістрів. Схема виконавчого силового устрою на 23-ю команду окреслена пунктиром. Інші канали ідентичні .Нижній на схемі польовий транзистор (дозвіл режиму реальної стрільби)загальний всім 30 силових ключів. Зсувні регістри живляться окремо від 6-вольтового стабілізатора для того, щоб на їх виходах, навантажених на світлодіоди, була достатня напруга для забезпечення ключового режиму роботи потужних ПТ.

Деталі

В основному пристрій зібрано на закордонних СМД елементах. Транзистори інвертора СЧ можуть бути буквально будь-якими кремнієвими малої потужності з коефіцієнтом посилення не менше 100 (наприклад, закордонний аналог КТ 315 у СМД виконанні).

Варикапи випаяні з радіотелефону "Харвест", їхня марка, згідно зі схемою 1SV215 (з іншими експерименти не проводилися).

Котушки всі, крім гетеродинної та фазозсувного контуру приймача, мають по 4 витки дроти діаметром 0,6 мм, повний діаметр котушки - 5 мм. Контур гетеродина приймача має 5 витків того ж дроту, діаметр котушки той самий. Фазозсувний контур узятий, знову ж таки, з "Харвеста" і має 140 витків дроту, діаметром 0,07 мм. Цей контур можна виготовити самостійно, намотавши 140 витків дроту на контурі (наприклад, від імпортних УКХ приймачів). При 140 витках завжди вдавалося потрапити в резонанс шляхом підбору ємності, паралельно до цього контуру.

Файли друкованих плат (не в дзеркальному відображенні). Друковані плати можуть трохи не відповідати схемі (на рівні зайвого резистора в ланцюгах живлення або зайвої блокувальної ємності). Плат передавачів 2 (істотних відмінностей немає), оскільки було зібрано 2 варіанти.

Влаштування багатокомандного дистанційного керування на мікроконтролері для проведення піротехнічних шоу з використанням електрозапальників

Слід зазначити, що при розробці цього пристрою вжиті особливі заходи, як програмні, так і залізні, по боротьбі з помилковими спрацьовуваннями.

Завантажити файли розведення плат у форматі lay

Демо-версії прошивок контролерів передавача та одного приймача можна отримати безкоштовно у автора

Автор: Сергій, м. Кременчук, 8-050-942-35-95, blaze@vizit-net.com, blaze2006@ukr.net; Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Мікроконтролери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Виробництво водню у відкритому морі 05.06.2022

Німеччина планує інвестувати у дослідження можливості виробництва водню у відкритому морі.

У дослідження водневих технологій під час виробництва електроенергії на морських ВЕС протягом чотирьох років планується вкласти 2 млрд євро.

Для реалізації свого плану Німеччина має намір посилити співпрацю з Австралією.

"Задум у тому, щоб лише через кілька років судна транспортували б зелений водень, що отримується за допомогою сонячної та вітрової енергії, з Австралії до Німеччини", - заявила міністр освіти та наукових досліджень Німеччини Беттіна Штарк-Ватцінгер.

За даними Міністерства промисловості, науки та технологій цієї країни, загальний обсяг урядових інвестицій у розвиток водневої індустрії за останні три роки перевищив 1,5 млрд. австралійських доларів ($1,1 млрд.).

Інші цікаві новини:

▪ Роботизована городна система AlphaGarden

▪ Розблокування за малюнком вен

▪ Визначено точну швидкість розширення Всесвіту

▪ Паркуватися буде простіше

▪ Металеві бульбашки для захисної упаковки

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Дитяча наукова лабораторія. Добірка статей

▪ стаття Моя хата з краю. Крилатий вислів

▪ стаття Де можна захищати автомобіль від угону за допомогою вогнемету? Детальна відповідь

▪ стаття Очищення дахів від снігу Типова інструкція з охорони праці