Система ИК ДУ с кодированием


Усовершенствованные системы дистанционного управления (ДУ) используют сообщения в двоичном коде, состоящие из битов, принимающих одно из двух значений: 0 и 1. Например, с помощью шести таких битов информации можно передать до 64 цифровых значений.

Проблема с использованием немодулированного двоичного кода заключается в том, что выдача бита 0 может быть спутана с полным отсутствием всякой передачи. Поэтому необходимо чуть более сложное кодирование.

Из всего множества вариантов кодирования первоначального «импульсного» цифрового сигнала, состоящего из последовательности О или 1 (рис. 1а), на рис. 16—г показаны лишь три. При помощи этого сигнала пытаются получить модуляцию несущей, которая, в свою очередь, будет модулировать излучение ИК диапазона (или радиодиапазона) передатчика.

Графики

Рис. 1. Графики.

На рис. 1 показан метод модуляции длительности. Для получения логической 1 предусматривается последовательность импульсов (несущей или поднесущей) в два раза более длинная, чем для 0.

Рис. 1в соответствует частотной модуляции. При этом работа ведется с двумя частотами несущей (или поднесущей); одна соответствует 1, а другая - 0. Этот метод требует двух избирательных цепей в схеме приема.

На рис. 1 г представлен метод двухфазной модуляции. В течение периода, предназначенного для каждого бита (для описанной системы приблизительно 1 мс), выдается последовательность импульсов (для 0) или наблюдается их отсутствие (для 1).

В первом случае перед последовательностью импульсов той же длительности предусмотрен разрыв в 500 мкс. В схеме приема эту модуляцию можно интерпретировать, либо наблюдая за сигналом в зависимости от времени, либо отмечая различие в длительности сигналов, так как длинный сигнал обозначает последовательность 1-0, а длинный разрыв- 0—1. Такой код обеспечивает высокую безопасность работы; именно поэтому Siemens выбрал его для своей системы ДУ IR60.

Передатчик

На рис. 2 показано, что схема передачи SAB 3210 содержит генератор, который одновременно служит тактовым генератором для процессора, а после деления частоты в два раза - генератором поднесущей. В режиме покоя схеме требуется не больше 5 мкА (питание обеспечивается от батарейки).

Схема передачи

Рис. 2. Схема передачи.

При нажатии на клавишу запускается триггер «команда включения», который, в свою очередь, устанавливает основное питание.

Из рис. 3 видно, что это происходит благодаря транзистору Т,, база которого управляется выходом ЕТА. В схеме, представленной на рис. 3, модуль передатчика содержит 32 клавиши, расположенные в четыре столбца (от Sa до Sd) и 8 строк (от Z, до Z8).

Как показано на рис. 4, при помощи 14 коммутационных диодов можно создать 7 дополнительных строк (так называемых фантомов), увеличив общее число клавиш до 60.

Схема работы модуля передачи SAV-3210

Рис. 3. Схема работы модуля передачи SAV-3210.

Диоды И К диапазона LD 271 управляются при помощи транзистора п-р-п типа, который требует достаточно высокой частоты импульсов от батареи питания, в результате чего возникает необходимость развязать его с помощью конденсатора на 2000 мкФ, служащего сглаживающим фильтром. Частота тактового генератора определяется катушкой индуктивности на 20 мГн и двумя конденсаторами на 650 пФ. Она должна соответствовать частоте настройки приемника с точностью до 2%, но может быть выбрана и с некоторым отклонением от номинального значения, указанного производителем и составляющего 64 кГц.

Во избежание эффекта «дребезга контактов» схема при каждом нажатии клавиши вводит временную задержку в 20 мс, по истечении которых выдается предупреждающий сигнал, а спустя 3 мс отправляется собственно сообщение, которое всегда начинается со старт-бита. Рис. 5 показывает, что передача происходит синхронно с сигналами контроля клавиш Sa-Sd.

Повторение цикла передачи имеет место каждые 128 мс, но это продолжается не до бесконечности, поскольку при слишком длительном нажатии клавиши устройство отключается. Однако в момент отпускания клавиши, после которого начинается новый цикл, оно переходит к автоматической выдаче сигнала «конец сообщения» (рис. 6), заменяющего сообщение в цикле опроса каждые 128 мс, то есть отправляющегося всего один раз в начале цикла.

На рис. 5 и 6 старт-бит всегда равен логической 1. Можно также изготовить схемы передачи таким образом, чтобы этот бит был постоянно в состоянии 0. Это послужит способом для различения во время приема двух передатчиков, работающих в одной комнате, либо в независимом режиме, либо синхронно. В последнем случае можно приблизиться к общему числу 60 х 60 = 3600 команд в течение последовательного нажатия двух клавиш.

Модификация схемы для 60 команд

Рис. 4. Модификация схемы для 60 команд.

Код передачи

Рис. 5. Код передачи.

Графики сигналов

Рис. 6. Графики сигналов.

Табл. 1 показывает, что во время передачи совершенно не учитывается, как человек будет использовать различные команды. Считается, что достаточно пронумеровать их и присвоить им код клавиши, который образуется из сочетания строк и столбцов рис. 3 и 4. Поэтому при приеме только посредством декодирования можно дать клавишам такие названия, как «канал», «громкость», «яркость» и т.д.

Таблица

Приемник

При приеме декодирование команд возможно только в случае, если имеется сигнал достаточной мощности, амплитуда которого очень мало зависит от условий передачи (расстояния, ориентации и т.д.). Поэтому необходимо иметь предусилитель с автоматической регулировкой усиления.

На рис. 7 показана схема, разработанная Siemens для этой цели.

В отличие от других модулей системы, где применяются полевые МОП транзисторы, в данной схеме используются биполярные транзисторы.

Номинальная чувствительность схемы TDA4050 составляет 5 мкВ при потреблении 9 мА источника питания 12 В. АРУ работает так, что К может варьироваться от 1 до 10 000 (77 дБ) в зависимости от входной амплитуды. Выходной ток предусилителя может достигать 2 мА при входном сопротивлении 1,8 кОм.

В схеме, представленной на рис. 7, фильтр состоит из катушки индуктивности на 100 мГн и конденсатора емкостью 180 пФ. В принципе эту цепь можно заменить RC- или активным фильтром, но в этом случае избирательность и точность по частоте будут ниже.

Схема предусилителя приемника TDA4050

Рис. 7. Схема предусилителя приемника TDA4050.

В любом случае следует предусмотреть средство настройки, позволяющее настроить входную схему приемника на частоту модуляции передатчика.

Декодер

Поскольку передатчик работает в одном из простых кодов, можно использовать большое число способов декодирования. Ниже приведена одна из схем декодирования, выпущенных Siemens, а именно SAB4209.

На рис. 8 представлена схема декодера, перед которой стоят пред-усилитель TDA 4050 и генерирующая LC-цепь для тактового генератора.

Схема SAB 4209 непосредственно декодирует 32 команды (с точностью до одной резервной), которые осуществляются при помощи схемы, представленной на рис. 3, и соответствуют позициям 0-31 в табл. 1. Для команд более высокого уровня (32-60) SAB 4209 применяет только передающий элемент в зависимости от условий, которые будут рассмотрены ниже.

 схема декодера

Рис. 8. Схема декодера.

Полученные команды могут использоваться как для безусловных (смена канала), так и для плавных изменений (повышение или понижение яркости). Для смены канала SAB 4209 обладает четырьмя выходами - от PRGA до PRGD, - которые, с одной стороны, отвечают за цифровую индикацию (посредством декодера-драйвера индикации SAB 3211, не приведенной на рис. 8), а с другой - за запоминание программ.

Речь идет о декодере типа «1 из 16», к 16 выходам которого подключают столько же потенциометров; они обеспечивают напряжения подстройки для варикапов тюнера, с помощью которых пользователь может настроить его на любой из 16 каналов приема. Декодирование полученных сигналов производится таким образом,  что именно клавиши 16-31 передатчика (рис. 3 или 4) связаны с этими 16 каналами. Табл. 2 показывает, как команды запускают четыре выхода PRG схемы.

Таблица 2.

Таблица 2

Но вместо того чтобы вызывать каждую программу по отдельности, можно при желании просматривать их одну за другой, нажимая несколько раз подряд на клавишу 4 - «переход к следующему каналу». Клавиша 5 - «переход к предыдущему каналу» - позволяет вести отсчет в обратном порядке.

При каждом переключении канала выход PC (вывод 8 SAB 4209, рис. 8) выдает положительный импульс, который можно использовать, в частности, для индикации яркости, но который всегда применяется для кратковременного обнуления уровня НЧ (громкости). Длительность этой «команды тишины» зависит от емкости конденсатора, подсоединенного к выходу PC.

На самом деле этот выход является также и входом, куда можно подключить клавишу, непосредственно (без помощи устройства дистанционного управления) переключающую каналы с одного на другой.

Табл. 3 показывает, что существуют и другие импульсные команды. «Возврат в начальное положение» означает, что можно перевести все аналоговые команды, речь о которых пойдет ниже, в «нормальное» положение, то есть соответствующее 30% от максимума громкости звука и 50% от хода настройки других команд.

Таблица 3.

Таблица 3

С помощью команды «мгновенная тишина» звук прерывается очень быстро, а при команде «переход на резервное питание» (Standby) происходит переход к режиму ожидания, при этом изменяется состояние выхода ВКЛ/ВЫКЛ (ON/OFF) схемы, что влечет за собой выключение основного источника питания телевизора посредством транзистора, нагрузкой которого является реле или симистор.

С этого момента питание поступает только на приемник устройства ДУ; следовательно, телевизор снова можно включить, пользуясь передатчиком (клавиша 6), что, однако, не мешает включению телевизора без устройства дистанционного управления, поскольку выход ON/OFF может использоваться также в качестве входа. Если на короткое время подвести к нему потенциал 0 В с помощью определенной клавиши, то можно установить ключ команды в положение «ВКЛ» («ON»).

И наконец, существует команда TUS (клавиша 7), определяющая на приеме изменение чередующегося состояния триггера, выход которого соответствует соединению TUS на рис. 8.

Это можно использовать в самых разнообразных приложениях, например для управления освещением, которое включают одним нажатием на клавишу и выключают повторным. Однако команда 7 на самом деле предназначена для «изменения функции». При получении ее в первый раз схема учитывает только команды 2 (Standby) и 7 (TUS), направляя все остальные на свой дополнительный выход. Таким образом, речь идет о команде обратного переключения, позволяющей менять

функции целого ряда клавиш и напоминающей ту, что используется в некоторых карманных калькуляторах. Так, можно подключить вторую схему SAB4209 к добавочным выходам первой, чтобы получить большее количество команд без увеличения числа клавиш. Аналогичным образом можно подключить и другую схему, адаптированную, например, к функции телетекста, видеоиграм, дистанционному управлению видеомагнитофоном и т.д.

Литература:  2003 · Инфракрасные лучи в электронике. Шрайбер Г.


1 4061 Дистанционное управление
ИК лучи
Оставить комментарий:

cashback