ساخت ریموت کنترل ساده

در این آموزش بسیار کاربردی از دنیای صنعت برق می خواهیم یک ریموت کنترل ساده بسازیم که با استفاده از آن می توان انواع تجهیزات را بدون تماس الکتریکی کنترل کرد. به عنوان مثال هایی از کاربرد این نوع کنترل ها در زندگی روزمره می توان به موارد زیر اشاره کرد:

– قفل اتومبیل

– درب های اتوماتیک پارکینگ

– روشن و خاموش کردن روشنایی، فن، کولر و… در منزل

– کنترل اسباب بازی و ربات

– کنترل از راه دور تجهیزات صنعتی.

در این آموزش با استفاده از فرستنده و گیرنده های ASK برای کنترل از راه دور تجهیزات استفاده می کنیم. این فرستنده گیرنده ها برای فاصله های نزدیک کاربرد دارند.

آموزش فعلی را در دو بخش ارائه می کنیم. بخش اول برای کسانی که می خواهند در زمان کم یک ریموت کنترل ساده بسازند و خیلی عمیق نمی خواهند وارد جزئیات شوند. اما برای کسانی که می خواهند با جزئیات بیشتری وارد مسئله شوند و شاید از این نوع ریموت ها در طراحی های عملی خود استفاده کنند بخش دوم آموزش می تواند حاوی نکات جزئی تری از این نوع کنترل از راه دور باشد

 

بخش اول آموزش

همان طور که گفتیم در این بخش، شما خیلی سریع می توانید با استفاده از ریموت کنترل آماده ای که از بازار می خرید و بدون وارد شدن در خیلی از جزئیات پیچیده، تجهیزات مورد نظر خود را از راه دور کنترل نمایید.

https://fapool.ir/file/42038/?ref=sbargh.ir

 

وسایل مورد نیاز

میکروکنترلر ATmega8(دلخواه)

ریموت کنترل ۴ کانال : نمونه ای از این ریموت کنترل را که با قیمت مناسبی در بازار به وفور یافت می شوند در شکل زیر می بینید:

گیرنده ریموت ASK:

آی سی دیکدر PT2272:

 

 

و تعدادی LED و مقاومت.

ریموت کنترل ها و گیرنده های ASK معمولا در فرکانس های ۴۳۳MHz و ۳۱۵MHz ساخته می شوند. در هنگام خرید ریموت کنترل و گیرنده آن دقت داشته باشید که هر دو باید هم فرکانس باشند.

شکل پایه های آی سی PT2272 به صورت زیر است:

پایه های ۹ و ۱۸ به ترتیب پایه های زمین و تغذیه مثبت آی سی می باشند. پایه های D0 تا D3 پایه های دیتا یا خروجی آی سی هستند که با فشردن سوئیچ های روی ریموت فعال می شوند. پایه DIN پایه دیتای ورودی آی سی است که به گیرنده ریموت متصل می شود. بین پایه های ۱۶ و ۱۷ هم یک مقاومت ROC قرار می گیرد که برای پروژه فعلی یک مقاومت ۸۲۰ کیلواهمی کافیست.

در مورد عملکرد این آی سی در بخش دوم این آموزش به صورت کامل تری بحث خواهیم نمود. فعلا برای به نتیجه رسیدن در بخش اول کافیست برای بخش گیرنده مدار زیر را به صورت کامل متصل نماییم:

اگر مدار به صورت صحیح بسته شده باشد با فشردن هر یک از ۴ سوئیچ روی ریموت کنترل یکی از LEDهای مدار فوق روشن می شوند البته با فشردن هر یک از ۴ سوئیچ LED متصل به پایه ۱۷ هم باید همزمان روشن شود. اگر این اتفاق نیفتاد به احتمال فراوان ریموت کنترلی که خریداری نمودید باطری ندارد! برای اینکه مطمئن شویم مشکل از باطری است حتما با فشردن سوئیچ ها LED روی خود ریموت باید روشن شود. اگر مشکل از باطری بود، کافیست پیچ های پشت ریموت را باز کرده و یک باطری ۱۲ ولتی در محل قرار گرفتن باطری قرار دهید:

 

بخش دوم آموزش

در این بخش می خواهیم مقداری عمیق تری به بحث داشته و جزئیات بیشتری را مورد نظر قرار دهیم. برای این کار ابتدا با زوج انکدر و دیکدر PT2262 و PT2272 آشنا می شویم.

آشنایی با آی سی های PT2262 و PT2272

شکل پایه های این دو آی سی به صورت زیر می باشد:

 

 

 

این دو آی سی از لحاظ شکل پایه ها بسیار مشابه همدیگر می باشند. PT2262 یک آی سی انکدر بوده که در سمت فرستنده کاربرد دارد و PT2272 یک دیکدر است و در سمت گیرنده کاربرد دارد. برای درک راحت تر مسئله ابتدا فرض می کنیم بین این دو آی سی قرار است به صورت با سیم ارتباط برقرار کنیم و ذهن خود را از هرگونه ارتباط بی سیم خالی می کنیم!!

 

https://fapool.ir/file/53701/?ref=sbargh.ir

 

پایه های دیتا

پایه های با حرف A در دو آی سی پایه های آدرس و پایه های با حرف D پایه های دیتا می باشند. اینکه این پایه ها چه کاربردی دارند را در ادامه توضیح می دهیم اما برای اینکه بین دو آی سی به درستی ارتباط برقرار شود باید تعداد پایه های دیتا و آدرس در دو طرف برابر باشد.

اینکه تعداد پایه های آدرس و دیتا در دو طرف چه تعداد باشد را آی سی PT2272 به کار رفته تعیین می کند. چرا که تعداد این پایه ها در این آی سی در هنگام ساخت آی سی تعیین شده و قابل تغییر نمی باشد. توضیح: آی سی PT2272 در چند خانواده ساخته می شوند که این مسئله در نام گذاری آی سی که بر روی آن درج می شود نشان داده می شود. استاندارد نامگذاری این آی سی در شکل زیر آورده شده است:

 

 

در مورد پارامتر X در ادامه توضیح می دهیم. اما پارامتر Y نشان دهنده تعداد پایه های داده می باشد. بنابراین با این توضیح می توان پارامتر Y آی سی شکل قبل را حدس زد. بله آی سی شکل قبل از نوع PT2272-L4 است که ۴ پایه داده دارد. برای مثال آی سی PT2272-M2 در شکل زیر نشان داده شده است:

 

 

در ادامه این آموزش فرض می کنیم که با آی سی PT2272-M4 کار می کنیم. بنابراین وقتی تعداد پایه های دیتا در سمت گیرنده ۴ تاست باید در سمت فرستنده نیز تعداد پایه های داده ۴ تا باشد که باید در طراحی این را در نظر بگیریم. بنابراین باید در سمت فرستنده در آی سی PT2262 پایه های A0 تا A7 را به عنوان پایه های آدرس و D0 تا D4 را به عنوان پایه های داده در نظر بگیریم.

دیتاشیت این دو آی سی را از لینک های زیر می توانید دانلود نمایید.

PT2262

PT2272

حال عملکرد این دو آی سی را توضیح می دهیم.

آی سی PT2262

برای عملکرد درست این آی سی باید ابتدا پایه های ۹ و ۱۸ آن را به ترتیب به زمین و تغذیه متصل کنیم. همچنین باید بین پایه های ۱۵ و ۱۶ آن مقاومت مناسب برای اسیلاتور داخلی آن قرار دهیم. مقاومت پیشنهادی دیتاشیت میزان ۴٫۷ مگااهم می باشد.

حال اگر این مقدمات را فراهم کرده باشیم، با صفر کردن پایه TE(فعال ساز فرستنده) این آی سی یک بسته داده و آدرس را به صورت زیر روی پایه DOUT به خروجی می فرستد:

 

 

تا زمانی که پایه TE فعال(۰) بماند این توالی پشت سر هم فرستاده می شوند.

لازم به ذکر است هر یک از پایه های آدرس می توانند سه حالت مجزا داشته باشند. ۱- به زمین وصل شوند(۰ منطقی) ۲- به VCC وصل شوند(۱ منطقی) ۳- به هیچکدام وصل نشوند(شناور یا f) . اما پایه های دیتا فقط دو حالت اول را می توانند داشته باشند.

https://fapool.ir/file/59566/?ref=sbargh.ir

آی سی PT2272

این آی سی هم برای عملکرد صحیح مانند PT2262 باید پایه های تغذیه و مقاومت اسیلاتور آن همانطور که در بخش اول این آموزش گفته شد به درستی متصل شده باشد. در این صورت آی سی منتظر دریافت داده از پایه شماره ۱۴(DIN) می ماند. به محض دریافت یک بسته داده از این پایه PT2272 بیت های آدرس این بسته دریافتی را با تنظیمات سخت افزاری پایه های آدرس خود مقایسه می کند. اگر این دو با هم تطابق داشتند، سپس بیت های دیتای این بسته دریافتی به پایه های دیتای آی سی منتقل می شوند.

برای درک عملکرد این دو آی سی به مثال زیر توجه نمایید:

مثال:

در مدار شکل زیر با فشردن سوئیچ شماره ۲ کدامیک از LED ها روشن می شوند؟

 

در شکل فوق مشخص است که پایه های تغذیه و مقاومت اسیلاتور دو آی سی به درستی متصل شده اند. همچنین چون پایه TE آی سی PT2262 مستقیم به زمین وصل شده است بنابراین این آی سی به طور مداوم بسته آدرس و دیتایی به صورت زیر را از طریق پایه DOUT خود ارسال می کند:

 

 

دقت کنید که چون همه پایه های آدرس آی سی به صورت شناور هستند، در بسته داده ای که می فرستند به جای آن ها “f ”  فرستاده می شود. همچنین چون پایه های داده با مقاومت ۱۰ کیلواهمی در اصطلاح پایین گذر(pull-down) شده اند و هیچ سوئیچی هنوز فشرده نشده به جای آن ها ۰ فرستاده می شود. دقت کنید چون می دانیم در گیرنده PT2272-M4 داریم و این آی سی ۴ بیت داده دارد به هیچ وجه نباید در این بیت ها “f ” بفرستیم چون برای این آی سی حالت تعریف نشده ای به وجود می آید. بنابراین وجود مقاومت های پایین گذر برای جلوگیری از حالت شناور امری ضروری است.

https://fapool.ir/file/51330/?ref=sbargh.ir

در سمت گیرنده نیز PT2272 مدام این بسته ها را دریافت می کند. ابتدا ۸ بیت آدرس را با پیکربندی سخت افزاری پایه های آدرس خود مقایسه می کند. چون همه پایه های آدرس این آی سی نیز شناور هستند پس پیکربندی سخت افزاری پایه های آدرس آن با ffffffff منطبق می باشد. در این صورت چهار بیت دیتا(۰۰۰۰) روی پایه های دیتای PT2272 قرار می گیرند. بنابراین در حالت عادی همه LED ها خاموش اند.

حال با فشردن سوئیچ شماره ۲ پایه D1 در PT2262، ۱ منطقی خوانده می شود. بنابراین بسته داده فرستاده شده به صورت زیر تغییر می کند:

 

 

وقتی در سمت گیرنده این بسته داده دریافت می شود، مجددا به خاطر تطبیق بیت های آدرس، بیت های دیتا به خروجی منتقل می شوند. بنابراین این بار پایه D1 فعال(۱ منطقی می شود) و LED متصل به آن روشن می شود. نکته قابل ذکر دیگر عملکرد پایه VT می باشد. این پایه با فعال شدن هر یک از پایه های دیتا فعال می شود. بنابراین با فعال شدن پایه D1 این پایه نیز فعال شده و LED متصل به آن هم روشن می شود.  طبیعی است که با رها کردن سوئیچ LED ها مجددا خاموش می شوند.

حال در قالب یک سوال مفهوم حرف M و L را که در نامگذاری آی سی PT2272 به کار می رود توضیح می دهیم:

سوال:

فرض کنید با فشردن سوئیچ ۲، LED متصل به پایه D1 روشن شده است. حال در حین اینکه سوئیچ را پایین نگه داشته ایم فرض کنید پایه A0 از PT2262 را به زمین متصل می کنیم. حال وضعیت LED ها چگونه می شود؟

پاسخ: با این کار بسته ارسالی از طرف PT2262 به صورت زیر تغییر می کند:

 

 

بنابراین در سمت گیرنده آدرس دریافتی با پیکربندی سخت افزاری تطابق ندارد. به محض عدم تطابق در سمت گیرنده، پایه VT غیر فعال می شود. حال وضعیت پایه D1 چه می شود؟ پاسخ این سوال به نوع آی سی PT2272 بستگی دارد. اگر این آی سی از نوع M یا Momentary باشد پایه D1 غیر فعال می گردد. اما اگر از نوع L یا Latch باشد پایه D1 تا زمان تطبیق آدرس بعدی فعال می ماند.

https://fapool.ir/file/52920/?ref=sbargh.ir

ارتباط بی سیم

تا اینجا در بخش دوم بحثی از ارتباط بی سیم نکردیم! برای ارتباط بی سیم کافی است پایه DOUT در آی سی PT2262 را به یک فرستنده ASK و پایه DIN در آی سی PT2272 را به یک گیرنده ASK در همان فرکانس متصل کنید. همین!  در شکل زیر نمونه مدار برای ارتباط بی سیم نمایش داده شده است:

 

 

قابل ذکر است که کل مدار سمت فرستنده در داخل ریموت کنترلی که در بخش اول معرفی کردیم وجود دارد.

بنابراین با جایگزین کردن فرستنده با ریموت آماده دوباره به همان مدار بخش اول می رسیم! با این تفاوت که الان خیلی از جزئیات این مدار را می دانیم که در بخش اول نمی دانستیم.

حال شاید از خود بپرسید که کاربرد میکروکنترلر در این پروژه چیست؟! تا اینجا ما بدون استفاده از میکروکنترلر توانستیم تجهیزات را از راه دور کنترل کنیم. اما گاهی اوقات استفاده از میکروکنترلر ضروری به نظر می رسد.

https://fapool.ir/file/62302/?ref=sbargh.ir

برای مثال فرض کنید :

از این ریموت کنترل می خواهیم برای کنترل کردن یک چراغ روشنایی در منزل وصل کردیم. حال می خواهیم مثلا با هر بار فشردن سوئیچ وضعیت چراغ معکوس شود. همچنین می خواهیم هر بار که چراغ روشن می شود مثلا بعد از یک ساعت به طور خود کار خاموش شود. برای این طور کاربردها بسته به همان کاربرد باید خروجی های PT2272 را به میکروکنترلر متصل کرده و بنا به کاربرد برنامه مورد نظر را به میکروکنترلر داد.

ساخت ریموت کنترل ساده – امیدوارم این آموزش برای کاربران  محترم دنیای صنعت برق مفید بوده باشد و از آن در پروژه های کاربردی خود استفاده نمایید.

https://fapool.ir/file/65064/?ref=sbargh.ir

https://fapool.ir/file/42472/?ref=sbargh.ir

https://fapool.ir/file/49897/?ref=sbargh.ir